Động cơ bước là gì? Cách chọn Stepper Motor phù hợp cho dự án công nghiệp

Động cơ bước - Stepper Motor là gì?

Động cơ bước - Stepper Motor là một thiết bị cơ điện đạt được chuyển động cơ học thông qua việc chuyển đổi các xung điện. Động cơ bước được điều khiển bằng xung kỹ thuật số thay vì điện áp liên tục được áp dụng. Không giống như động cơ điện thông thường quay liên tục, động cơ bước quay hoặc "bước", theo các gia số góc cố định. Động cơ bước thường được sử dụng nhất để điều khiển vị trí. Một khía cạnh quan trọng của động cơ bước là không có phản hồi để duy trì kiểm soát vị trí, điều này phân loại động cơ bước thành hệ thống vòng hở.

Xem thêm: Lỗi thường gặp khi dùng Stepper Motor và cách khắc phục

Sơ đồ hệ thống động cơ bước

Cấu tạo Động cơ bước - Stepper Motor

Các thành phần chính của động cơ bước là trục, rotor và stato, nam châm, ổ trục, dây đồng và dây chì, vòng đệm và nắp trước và nắp cuối. Trục thường được làm bằng kim loại thép không gỉ, trong khi các lớp stato và rotor được làm bằng thép silic. Thép silic cho phép điện trở suất cao hơn, giúp giảm tổn thất lõi. Các nam châm khác nhau có sẵn trong động cơ bước cho phép cân nhắc nhiều về kết cấu. Nam châm có thể là nhựa ferit, ferit thiêu kết và nam châm liên kết Nd-Fe-B. Các ổ trục thay đổi tùy theo kích thước động cơ. Vật liệu vỏ được làm bằng nhiều kim loại khác nhau như nhôm, có khả năng chịu nhiệt cao.

Động cơ bước hoạt động như thế nào?

Công dụng chính của động cơ bước là điều khiển chuyển động, dù là chuyển động tuyến tính hay chuyển động quay. Trong trường hợp chuyển động quay, việc nhận xung kỹ thuật số theo trình tự chính xác cho phép trục quay theo các bước tăng dần rời rạc. Một xung (còn được gọi là tín hiệu đồng hồ hoặc bước) có thể được tạo ra bởi bộ vi xử lý, timing logic,... Một chuỗi xung kỹ thuật số chuyển thành các vòng quay của trục. Mỗi vòng quay cần một số xung nhất định, mỗi xung bằng một bước tăng dần hoặc một vòng quay, chỉ là một phần của một vòng quay hoàn chỉnh.

Có nhiều mối quan hệ giữa các xung đầu vào và vòng quay của trục động cơ. Một mối quan hệ như vậy là mối quan hệ giữa chuỗi xung được áp dụng và hướng quay. Khi các xung tuần tự thích hợp được truyền đến thiết bị, trục sẽ quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Một mối quan hệ khác giữa các xung đầu vào và vòng quay của động cơ là mối quan hệ giữa tần số và tốc độ. Tăng tần số xung đầu vào sẽ làm tăng tốc độ quay của trục.

Phân loại động cơ bước 

Động cơ bước thay đổi tùy theo ứng dụng về cấu tạo và chức năng. Ba loại động cơ bước phổ biến nhất là: Động cơ bước từ trở biến thiên, Động cơ nam châm vĩnh cửu và Động cơ bước hỗn hợp (Hybrid).

Động cơ bước từ trở biến thiên (Variable Reluctance Stepper Motor)

Động cơ bước từ trở biến thiên là một loại động cơ bước dựa trên nguyên lý từ trở, sử dụng các răng trên stato và rôto để tạo ra chuyển động bước. Rôto của loại động cơ này không có nam châm, nên không có mô men xoắn hãm.

Khi cuộn dây stato được cấp điện, nó sẽ tạo ra từ trường. Các cực được từ hóa, các răng rôto bị hút vào các cực stato được cấp điện và quay để thẳng hàng. Khi các cuộn dây xung quanh pha A của stato được cấp điện, các răng rôto bị hút vào các cực stato, cho phép các cực thẳng hàng. Khi các cuộn dây của pha A mất điện và pha B được cấp điện, rôto quay để răng của nó khớp với răng của stato. Quá trình này tiếp tục theo trình tự với pha C, sau đó pha D được cấp điện, thúc đẩy rôto quay.

Động cơ bước từ trở biến thiên có góc bước nhỏ hơn (ví dụ 0.72 độ, 1.8 độ), cho phép điều khiển chính xác hơn

Ưu điểm:

• Thiết kế đơn giản: Cấu tạo đơn giản hơn so với động cơ bước nam châm vĩnh cửu. 
• Chi phí thấp: Dễ dàng sản xuất và có chi phí thấp hơn.
• Độ phân giải góc cao, nhờ bước quay nhỏ.

Nhược điểm:

• Mô men xoắn thấp, đặc biệt ở tốc độ thấp.

• Độ rung và tiếng ồn lớn, hoạt động không mượt bằng các loại khác.

• Yêu cầu điều khiển phức tạp

Động cơ bước nam châm vĩnh cửu (Permanent Magnet Stepper Motor)

Động cơ bước nam châm vĩnh cửu bao gồm các rôto nam châm vĩnh cửu không có răng, được từ hóa vuông góc với trục quay. Bằng cách cấp điện cho bốn pha theo trình tự, rôto quay do lực hút của các cực từ. Động cơ bước được hiển thị trong sơ đồ bên dưới sẽ thực hiện các bước 90 độ khi các cuộn dây được cấp điện theo trình tự theo chiều kim đồng hồ: ABAB. Động cơ bước PM thường có góc bước là 45 hoặc 90 độ và bước ở tốc độ tương đối thấp. Tuy nhiên, chúng thể hiện mô-men xoắn cao và đặc tính giảm chấn tốt.

Ưu điểm

• Cấu tạo đơn giản, chi phí thấp.

• Mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp, phù hợp cho ứng dụng tải nhẹ.

• Hoạt động êm, ít rung hơn loại từ trở.

• Dễ điều khiển, không cần encoder/phản hồi vị trí.

Nhược điểm:

• Độ chính xác không cao bằng động cơ bước lai (hybrid).

• Hiệu suất thấp hơn so với các loại cao cấp.

• Không phù hợp với tải nặng hoặc tốc độ cao.

Hybrid Stepper Motors

Động cơ bước hỗn hợp (Hybrid) kết hợp các đặc tính của cả thiết kế Động cơ bước từ trở biến thiên và động cơ bước nam châm vĩnh cửu. Với rotor nhiều răng giống với động cơ VR và nam châm đồng tâm từ hóa theo trục xung quanh trục của nó, động cơ bước lai cung cấp khả năng tăng mô-men xoắn động, giữ và hãm. So với động cơ bước PM, nó cung cấp khả năng cải thiện hiệu suất về độ phân giải bước, mô-men xoắn và tốc độ. Động cơ bước lai thông thường được thiết kế với góc bước là 0,9°, 1,8°, 3,6° và 4,5°, trong đó 1,8° là góc bước được sử dụng phổ biến nhất. Chúng lý tưởng cho các ứng dụng có tải ổn định với tốc độ dưới 1.000 vòng/phút. Các yếu tố chính được xem xét khi thiết kế để có mô-men xoắn đầu ra tối ưu của động cơ là số lớp, độ chính xác và độ sắc nét của răng và độ bền của vật liệu từ tính.

Ưu điểm

• Góc bước nhỏ (thường là 0.9° hoặc 1.8°), giúp điều khiển vị trí rất chính xác.

• Nhờ kết hợp nam châm vĩnh cửu và cấu trúc đặc biệt, mô-men xoắn cao hơn so với các loại động cơ bước khác cùng kích thước.

• Hiệu suất điện - cơ cao hơn so với động cơ biến từ.

• Khi dừng, động cơ vẫn có khả năng giữ vị trí mà không cần sử dụng encoder.

• Phản hồi tức thời với tín hiệu điều khiển, thích hợp với hệ thống cần phản ứng nhanh.

• Không cần bộ cảm biến phản hồi (feedback sensor) trong nhiều ứng dụng.

Nhược điểm

• Dễ bị rung hoặc gây tiếng ồn, đặc biệt ở tốc độ thấp.

• Hiện tượng mất bước (miss step): Khi tải quá nặng hoặc điều khiển sai, động cơ có thể mất bước vì không có cơ chế phản hồi vị trí.

• Tốc độ cao làm giảm mô-men xoắn và hiệu suất tổng thể.

• Phải dùng bộ điều khiển (driver) phù hợp để tận dụng hết hiệu năng

Động cơ bước tích hợp hộp số - Stepper Motor with Gearbox

Đây là tổ hợp giữa động cơ bước và hộp số giảm tốc, được thiết kế để tăng mô-men xoắn, giảm tốc độ đầu ra và cải thiện độ chính xác điều khiển vị trí.

Các loại hộp số phổ biến tích hợp với động cơ bước:

Loại hộp số	Đặc điểm chính	Ứng dụng
Hành tinh (planetary)	Gọn, mô-men lớn, độ rơ thấp	CNC, robot
Cycloidal	Siêu bền, chịu tải nặng, độ chính xác cao	Tự động hóa công nghiệp
Spur (bánh răng trụ)	Giá rẻ, đơn giản nhưng có độ rơ lớn	Thiết bị giá rẻ

Động cơ bước được điều khiển như thế nào?

Động cơ bước thực hiện chuyển đổi xung logic bằng cách tuần tự cấp nguồn cho các cuộn dây động cơ bước; nói chung, một xung được cung cấp sẽ tạo ra một bước quay của động cơ. Điều khiển chính xác này được cung cấp bởi một bộ điều khiển động cơ bước (Stepper Driver) để điều khiển tốc độ và vị trí của động cơ. Với mỗi xung điều khiển, chuyển đổi xung kỹ thuật số thành vòng quay gia tăng chính xác mà không cần các thiết bị phản hồi như máy đo tốc độ hoặc bộ mã hóa. Vì động cơ bước và trình điều khiển là một hệ thống vòng hở, các vấn đề như dịch pha vòng phản hồi và sự mất ổn định kết quả, thường gặp ở các hệ thống động cơ servo, sẽ được loại bỏ.

Cách chọn Stepper Motor

Có một số tiêu chí quan trọng liên quan đến việc lựa chọn động cơ bước phù hợp:

• Chuyển động cơ học mong muốn
• Tốc độ
• Tải
• Chế độ bước
• Cấu hình cuộn dây

Với các xung logic đầy đủ, động cơ bước có thể là động cơ hai chiều, đồng bộ, cung cấp khả năng tăng tốc nhanh, chạy/dừng và dễ dàng giao tiếp với các cơ chế kỹ thuật số khác. Được đặc trưng bởi mô men quán tính rotor thấp, không trôi và lỗi định vị không tích lũy, động cơ bước là giải pháp tiết kiệm chi phí cho nhiều ứng dụng điều khiển chuyển động.

Động cơ bước được vận hành mà không có phản hồi, theo kiểu vòng hở và đôi khi có hiệu suất tương đương với các hệ thống servo DC đắt tiền hơn. Như đã đề cập trước đó, độ không chính xác duy nhất liên quan đến động cơ bước là lỗi định vị không tích lũy được đo bằng % góc bước. Thông thường, động cơ bước được sản xuất với độ chính xác bước trong khoảng 3-5%.

Nhà thiết kế hệ thống nên điều chỉnh các đặc tính của các thành phần mà mình kiểm soát để đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế. Các yếu tố cần được xem xét bao gồm các lựa chọn động cơ bước, trình điều khiển và nguồn điện, cũng như truyền động cơ học, chẳng hạn như bánh răng hoặc giảm trọng lượng tải thông qua việc sử dụng các vật liệu thay thế. Một số mối quan hệ và thông số hệ thống này được mô tả trong hướng dẫn này.

• Tải trọng quán tính

Quán tính là thước đo sức cản của vật thể đối với sự thay đổi vận tốc. Quán tính của vật thể càng lớn thì mô men xoắn cần thiết để tăng tốc hoặc giảm tốc càng lớn. Quán tính là hàm số của khối lượng và hình dạng của vật thể. Nhà thiết kế hệ thống có thể muốn chọn hình dạng thay thế hoặc vật liệu có mật độ thấp để có hiệu suất tối ưu. Nếu có một lượng mô men xoắn hạn chế trong hệ thống đã chọn, thì thời gian tăng tốc và giảm tốc phải tăng lên. Chúng tôi khuyến nghị rằng tỷ lệ giữa quán tính của hệ thống và quán tính của rôto không vượt quá 10:1. Có thể sử dụng hộp số để giúp đạt được tỷ lệ này.

• Tải trọng ma sát

Tất cả các hệ thống cơ học đều thể hiện một lực ma sát nào đó. Người thiết kế hệ thống động cơ bước phải có khả năng dự đoán các yếu tố gây ra ma sát bên trong hệ thống. Các yếu tố này có thể ở dạng lực cản ổ trục, ma sát trượt, hao mòn hệ thống hoặc độ nhớt của hộp số chứa đầy dầu (phụ thuộc vào nhiệt độ). Động cơ bước được chọn phải có khả năng khắc phục mọi ma sát hệ thống trong khi vẫn cung cấp mô-men xoắn cần thiết để tăng tốc tải quán tính.

• Độ phân giải của vị trí

Độ phân giải vị trí theo yêu cầu của ứng dụng có thể ảnh hưởng đến loại truyền động được sử dụng và/hoặc lựa chọn trình điều khiển động cơ bước.

Ví dụ: Vít dẫn có 5 ren/inch trên bộ truyền động cung cấp 0,001 inch/bước; nửa bước cung cấp 0,0005 inch/bước; độ phân giải bước nhỏ 25.400 bước/vòng cung cấp 0,0000015 inch/bước.

Nguyên lý điều khiển động cơ bước

Động cơ bước được điều khiển bằng dạng sóng gần giống với dạng sóng hình sin. Có ba chế độ kích thích thường được sử dụng với động cơ bước: bước đầy đủ, nửa bước và bước nhỏ.

Điều khiển full-step

Trong chế độ bước đầy đủ, động cơ bước qua góc bước bình thường, ví dụ với 200 bước/vòng, động cơ quay 1,8° cho mỗi bước đầy đủ, trong khi ở hoạt động nửa bước, động cơ quay 0,9° cho mỗi bước đầy đủ.

Có hai loại chế độ bước đầy đủ: kích thích bước đầy đủ một pha và hai pha.

Trong kích thích bước đầy đủ một pha, động cơ bước hoạt động chỉ với một pha được cấp điện tại một thời điểm. Chế độ này thường được sử dụng trong các ứng dụng mà hiệu suất mô-men xoắn và tốc độ ít quan trọng hơn, trong đó động cơ hoạt động ở tốc độ cố định và điều kiện tải được xác định rõ. Các vấn đề về cộng hưởng có thể cản trở hoạt động ở một số tốc độ. Chế độ này yêu cầu lượng điện năng ít nhất từ ​​nguồn điện truyền động trong bất kỳ chế độ kích thích nào.

Trong chế độ kích thích toàn bước hai pha, động cơ bước hoạt động với hai pha được cấp điện cùng một lúc. Chế độ này cung cấp hiệu suất mô-men xoắn và tốc độ tuyệt vời với các vấn đề cộng hưởng tối thiểu.

Lưu ý: Chế độ bước đầy đủ 2 pha cung cấp mô-men xoắn lớn hơn khoảng 30 - 40% so với 1 pha, nhưng cần gấp đôi công suất từ ​​nguồn điện truyền động.

Điều khiển Half-Step

Chế độ nửa bước xen kẽ giữa các hoạt động pha đơn và pha kép, tạo ra các bước có kích thước bằng một nửa bước thông thường. Do đó, chế độ này cung cấp độ phân giải gấp đôi. Trong khi mô-men xoắn đầu ra của động cơ thay đổi theo các bước xen kẽ, điều này được bù đắp nhiều hơn bởi nhu cầu chỉ bước qua một nửa góc. Chế độ này đã trở thành chế độ được sử dụng chủ yếu nhất, vì nó gần như loại bỏ hoàn toàn khả năng xảy ra các vấn đề cộng hưởng.

Động cơ bước có thể hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau và điều khiển hầu hết mọi tải thường gặp.

Điều khiển vi bước - Microstepping

Ở chế độ vi bước, góc bước tự nhiên của động cơ bước có thể được phân chia thành các góc nhỏ hơn. Ví dụ, động cơ 1,8 độ thông thường có 200 bước mỗi vòng quay. Nếu động cơ được vi bước ở chế độ 'chia cho 10', thì mỗi vi bước sẽ di chuyển động cơ 0,18 độ, trở thành 2.000 bước/vòng. Các vi bước được tạo ra bằng cách chia tỷ lệ dòng điện trong hai cuộn dây theo hàm sin và cos. Chế độ này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng yêu cầu chuyển động mượt mà hơn hoặc độ phân giải cao hơn. Các chế độ vi bước điển hình nằm trong khoảng từ 'chia cho 10' đến 'chia cho 256' (51.200 bước/vòng cho động cơ 1,8 độ). Một số trình điều khiển vi bước có bộ chia cố định, trong khi các trình điều khiển đắt tiền hơn cho phép bộ chia có thể lựa chọn.

Cấu tạo cuộn dây động cơ

Động cơ bước được quấn trên các cực stato theo cấu hình đơn sợi hoặc lưỡng sợi. Thuật ngữ quấn đơn sợi dùng để chỉ cách quấn động cơ trong đó mỗi cực stato có một cuộn dây; động cơ bước sẽ chỉ có 4 dây dẫn đầu ra. Cấu hình này chỉ có thể được điều khiển từ một drive lưỡng cực.

Thuật ngữ cuộn dây kép dùng để chỉ cách quấn trong đó mỗi cực stato có một cặp cuộn dây giống hệt nhau; động cơ sẽ có 6 hoặc 8 dây dẫn tùy thuộc vào đầu cuối. Cách này đơn giản hóa hoạt động ở chỗ việc truyền dòng điện từ cuộn dây này sang cuộn dây khác, quấn theo hướng ngược lại, đảo ngược vòng quay của trục động cơ. Không giống như quấn đơn sợi chỉ hoạt động với drive lưỡng cực, cấu hình lưỡng sợi có thể được điều khiển bởi trình điều khiển đơn cực hoặc lưỡng cực.

Công thức cho động cơ bước

Công thức tính góc bước. Trong đó

• Φ = Góc bước
• Ns = Số răng trên stato
• Nr = Số răng trên rôto

Steps per second = (rpm * steps per revolution)*60. Trong đó

• Bước mỗi vòng (steps per revolution): Động cơ stepper thường có số bước cố định cho mỗi vòng quay, ví dụ 200 bước cho mỗi vòng quay.
• Tốc độ vòng quay (RPM - revolutions per minute): Tốc độ động cơ được đo bằng số vòng quay trong một phút.
• Bước mỗi giây (steps per second): Để tính số bước mỗi giây, chúng ta cần chuyển đổi RPM sang vòng/giây (RPM/60) và nhân với số bước/vòng

Ví dụ:

• Một động cơ 200 bước/vòng quay chạy ở 100 RPM:
  • Số bước/giây = 200 * 100 / 60 = 333.33 bước/giây.
• Một động cơ 400 bước/vòng quay chạy ở 200 RPM:
  • Số bước/giây = 400 * 200 / 60 = 1333.33 bước/giây. 

Tần số cộng hưởng (ω) được tính bằng công thức:

ω = √(K/J)

Trong đó: 

• ω là tần số cộng hưởng (rad/s).
• K là độ cứng mô-men xoắn. (Một hệ vật lý có độ cứng mô-men xoắn cao sẽ quay trở lại trạng thái cân bằng nhanh chóng khi bị tác động. Điều này dẫn đến tần số cộng hưởng cao hơn)
• J là mô-men quán tính (Một hệ vật lý có mô-men quán tính cao sẽ khó thay đổi vận tốc góc hơn. Điều này dẫn đến tần số cộng hưởng thấp hơn)

Trong động cơ bước, tần số cộng hưởng được xác định bởi độ cứng của động cơ và mô-men quán tính của các bộ phận chuyển động như rotor. Khi động cơ bước hoạt động ở gần tần số cộng hưởng, nó có thể gây ra các vấn đề như rung lắc, dao động và thậm chí là sự cố.

Ưu điểm của động cơ bước

• Tiết kiệm chi phí
• Thiết kế đơn giản
• Độ tin cậy cao
• Cấu tạo không chổi than
• Không cần bảo dưỡng
• Nếu cuộn dây được cấp điện khi dừng, động cơ sẽ có mô-men xoắn đầy đủ
• Không cần cơ chế phản hồi
• Tốc độ gia tốc và công suất cao
• Có thể đạt được nhiều tốc độ quay khác nhau vì tốc độ tỷ lệ thuận với tần số xung đầu vào
• Giới hạn đã biết đối với lỗi vị trí động

Nhược điểm của động cơ bước

• Hiệu suất thấp (động cơ thu hút một lượng điện năng đáng kể bất kể tải trọng)
• Mô-men xoắn giảm nhanh theo tốc độ (mô-men xoắn tỷ lệ nghịch với tốc độ)
• Dễ bị cộng hưởng
• Không có phản hồi để chỉ ra các bước bị mất
• Tỷ lệ mô-men xoắn trên quán tính thấp
• Không thể tăng tốc nhanh tải
• Nhanh nóng trong các yêu cầu có hiệu suất cao
• Không "pick up" sau khi quá tải tạm thời
• Ồn ở tốc độ trung bình đến cao
• Công suất đầu ra thấp so với kích thước và trọng lượng

Động cơ bước được sử dụng ở đâu?

Mặc dù động cơ bước trước đây đã bị lu mờ bởi các hệ thống servo để điều khiển chuyển động, nhưng nó ngày càng nổi lên như một công nghệ được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực. Yếu tố chính trong xu hướng này đối với động cơ bước là sự phổ biến của điều khiển kỹ thuật số, sự xuất hiện của bộ vi xử lý, các thiết kế được cải tiến (tức là các mô hình mô-men xoắn cao) và chi phí thấp hơn. Ngày nay, động cơ bước được sử dụng trong các ứng dụng xung quanh chúng ta: máy in, ổ đĩa, đồng hồ, cũng như tự động hóa nhà máy và máy móc. Động cơ bước thường được tìm thấy trong các hệ thống chuyển động yêu cầu điều khiển vị trí.

Vận hàng, bảo dưỡng động cơ bước

Cần phải tuân thủ các cân nhắc về môi trường và an toàn sau đây trong mọi giai đoạn vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống động cơ bước. Việc không tuân thủ các biện pháp phòng ngừa này sẽ vi phạm các tiêu chuẩn an toàn về thiết kế, sản xuất và mục đích sử dụng của động cơ bước, bộ điều khiển và trình điều khiển. Xin lưu ý rằng ngay cả với động cơ bước được chế tạo tốt, các sản phẩm lắp đặt và vận hành không đúng cách cũng có thể gây nguy hiểm. Cần phải thận trọng đối với tải trọng và môi trường vận hành. Khách hàng chịu trách nhiệm cuối cùng về việc lựa chọn, lắp đặt và vận hành hệ thống động cơ bước đúng cách.

Môi trường sử dụng động cơ bước phải thuận lợi cho các biện pháp chung tốt về thiết bị điện/ điện tử. Không vận hành động cơ bước khi có khí dễ cháy, bụi, dầu, hơi hoặc hơi ẩm. Khi sử dụng ngoài trời, động cơ bước, bộ điều khiển và bộ điều khiển phải được bảo vệ khỏi các yếu tố bằng một lớp phủ thích hợp trong khi vẫn có thể cung cấp đủ luồng không khí và làm mát. Độ ẩm có thể gây ra nguy cơ điện giật và/hoặc gây hỏng hệ thống. Cần cân nhắc kỹ lưỡng để tránh tiếp xúc với bất kỳ loại chất lỏng và hơi nào. Liên hệ với nhà máy nếu ứng dụng của bạn yêu cầu xếp hạng IP cụ thể. Nên lắp động cơ bước, trình điều khiển và bộ điều khiển trong môi trường không có hơi nước ngưng tụ, bụi, nhiễu điện, rung và sốc.

Ngoài ra, tốt nhất là nên làm việc với hệ thống động cơ bước/trình điều khiển/bộ điều khiển trong môi trường bảo vệ không tĩnh điện. Mạch điện hở luôn phải được bảo vệ hoặc bao bọc đúng cách để ngăn chặn con người tiếp xúc trái phép với mạch điện đang hoạt động. Không được thực hiện bất kỳ công việc nào trong khi đang cấp nguồn. Không cắm hoặc rút phích cắm các đầu nối khi nguồn điện đang BẬT. Đợi ít nhất 5 phút sau khi TẮT nguồn trước khi thực hiện công việc kiểm tra hệ thống động cơ bước, vì ngay cả sau khi tắt nguồn, vẫn còn một số năng lượng điện còn lại trong tụ điện của mạch bên trong trình điều khiển.

Lên kế hoạch lắp đặt động cơ bước, trình điều khiển và/hoặc bộ điều khiển trong hệ thống không có mảnh vụn, chẳng hạn như mảnh vụn kim loại từ việc cắt, khoan, ren và hàn hoặc bất kỳ vật liệu lạ nào khác có thể tiếp xúc với mạch điện. Không ngăn chặn được các mảnh vỡ xâm nhập vào hệ thống có thể gây hư hỏng và/hoặc sốc.

Tuổi thọ của động cơ bước

Tuổi thọ thông thường của động cơ bước khoảng 10.000 giờ hoạt động. Con số này xấp xỉ 4,8 năm nếu động cơ hoạt động một ca tám giờ mỗi ngày. Tuổi thọ của động cơ có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng của người dùng và mức độ nghiêm ngặt của động cơ.

Để xác định động cơ bước hoạt động được bao lâu, cần phải xem xét các yếu tố như chu kỳ hoạt động, tải, tải lệch tâm và nhiệt độ. Chu kỳ hoạt động biểu thị thời gian trôi qua giữa các lần hoạt động của động cơ bước tính bằng giờ mỗi ngày, phút mỗi giờ hoặc số lần di chuyển mỗi phút. Tất nhiên, sử dụng nhiều hơn có thể sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ bước, trong khi sử dụng ít hơn sẽ có tác dụng ngược lại. Tải lệch tâm là tải mà trọng tâm không đi qua trục trục động cơ. Các loại tải này gây ra hiện tượng kẹt và làm giảm tuổi thọ của động cơ.

Vòng bi thường là yếu tố hạn chế tuổi thọ của động cơ bước vì chúng sẽ hỏng trước bất kỳ thành phần nào khác. Vòng bi có thể có tổng tuổi thọ lên tới 20.000 giờ. Ước tính này giả định sử dụng bình thường khoảng tám giờ mỗi ngày, năm ngày mỗi tuần. Do đó, tuổi thọ của động cơ bước có thể đạt tới 10 năm, giả sử điều kiện vận hành phù hợp và vòng bi chất lượng cao.

Giữ trong giới hạn khả năng chịu tải của động cơ sẽ giúp duy trì độ bền và tuổi thọ của động cơ. Việc để động cơ bước tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt có thể làm giảm đáng kể hiệu suất và tuổi thọ chung của động cơ. Tóm lại, việc quản lý chu kỳ hoạt động, tải và nhiệt độ sẽ tối đa hóa tuổi thọ của động cơ bước. Luôn sử dụng động cơ bước trong phạm vi thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.