1
Vậtlýhọcđộngcơbước
Phần2:ĐộngcơbướcdịchbởiĐoànHiệp
• Giớithiệu
• Tĩnhhọc
• Điềukhiểnnửabướcvàvibước
• Lựcmasátvàvùngchết
• Độnglựchọc
• Cộnghưởng
• Sốngchungvớicộnghưởng
• Vậntốcmomentxoắncản
• Vấnđềvềđiệntừ
Giớithiệu
Khinóivềcácđạilượngvậtlý,việcchúýđếnđơnvịđođượcdùnglàrấtquan
trọng!Trongphầntrìnhbàynàyvềđộngcơbướccũngvậy,chúngtasẽnhắclại
cácđơnvịvậtlýtiêuchuẩn:
EnglishCGS MKS
KHỐILƯỢNG slug gram kilogram
LỰC pounddyne newton
KHOẢNGCÁCH foot centimetermeter
THỜIGIAN secondsecond second
GÓC radian radian radian
Theobảngtrên,lựcmộtpoundsẽgiatốcchomộtkhốilượngmộtsluglàmột
foottrênmộtgiâybìnhphương.Mốiquanhệ nàygiữađơnvị củalực,khối
lượngvàthờigianvàkhoảngcáchtrongcáchệđơnvịđokháccũnggiốngnhư
vậy.Ngườitathườnglẫnlộngócthìđobằngđộvàkhốilượnglạiđobằng
poundrồilựclạitínhbằngkilogramssẽlàmthayđổikếtquảđúngcủacáccông
thứcdướiđây!Cẩnthậnkhibiếnđổinhữngđơnvịkhôngchínhquythànhcác
đơnvịtiêuchuẩnđượcliệtkêtrênđâytrướckhiápdụngcáccôngthứctính
toán!
2
Tĩnhhọc
ChomộtđộngcơquaySradianmỗibước,biểuđồmomentxoắntheovịtrígóc
củarotorsovớivịtrícânbằngbanđầusẽcódạnggầnđúnghìnhsin.Hình
dạngthựctếcủabiểuđồphụthuộcvàohìnhdạngcáccựccủarotorvàstator,
nhưngtrongbảngthôngsố(datasheet)củađộngcơlạikhôngcóbiểuđồnày,và
cũngkhôngtrìnhbàyhìnhdạngcáccực!Đốivớiđộngcơnamchâmvĩnhcửuvà
độngcơhỗnhợp,biểuđồmomenttheovịtrígócrotorthườnggiốngnhưhình
sin,nhưngcũngkhônghẳnvậy.Đốivớiđộngcơbiếntừtrở,đườngnàygiống
hìnhsinmộtchút,hìnhthangmộtchútnhưngcũngkhônghẳnlàhìnhrăngcưa.
Đốivớiđộngcơ3mấubiếntừtrởhoặcnamchâmvĩnhcửucógócbướcS,chu
kỳcủamomentsovớivịtrísẽlà3S;haymộtđộngcơ5pha,chukỳsẽlà5S.Đối
vớiđộngcơ2mấunamchâmvĩnhcửuhayhỗnhợp,loạiphổbiếnnhất,chukỳ
sẽlà4S,nhưđượcmôtảtrongHình2.1
Hình2.1
Nhắclại,đốivớimộtđộngcơnamchâmvĩnhcửu2mấulýtưởng,đườngcong
nàycóthểmôtảtoánhọcnhưsau:
T=‐hsin((( /2)/S))
trongđó
T‐‐momentxoắn(torque)
h‐‐momentxoắngiữ(holdingtorque)
S‐‐gócbước,tínhbằngradian(stepangle)
=góctrục(shaftangle)
Nhưngnhớrằng,thườngthìđườngbiểuđồthựckhôngbaogiờcódạnghình
sinlýtưởngnhưtrên.
Momentxoắngiữ(holdingtorque)trênmộtmấu(winding)củađộngcơbướclà
giátrịđỉnhcủamomentxoắntrênbiểuđồkhidòngquamộtmấuđạtgiátrịlớn
nhất.Nếucốtănggiátrịmomentxoắnlêncaohơngiátrịđỉnhtrongkhivẫngiữ
nguyênđiệnápkíchởmộtmấu,rotorsẽquaytựdo.
3
Đôikhiviệcphânbiệtgiữagóctrụcđiệnvàgóctrụccơlàviệclàmcầnthiết.Về
mặtcơ,mộtvòngquaycủarotorsẽlà2rad.Vềphươngdiệnđiện,mộtvòng
đượcđịnhnghĩalàmộtchukỳcủađườngcongmomentxoắnđốivớigóctrục.
Trongtàiliệunày,sẽdùngđểchỉgóctrụccơ,và(( /2)/S) đểchỉgóctrục
điệncủamộtđộngcơ4bước/vòng.
Chorằngđườngcongmomentxoắnsovớivịtrígócgầnđúnghìnhsin.Chừng
nàomàmomentxoắncònbằngmomentxoắngiữ,rotorsẽvẫnnằmtrong¼chu
kỳsovớivịtrícânbằng.Đốivớimộtđộngcơnamchâmvĩnhcửuhayhỗnhợp
haimấu,điềunàycónghĩalàrotorsẽgiữnguyênvịtrísovớivịtrícânbằng
trongphạmvimộtbước.
Nếukhôngcónguồncấpvàocácmấuđộngcơ,momentxoắnsẽkhôngbaogiờ
giảmxuống0!Trongcácđộngcơbướcbiếntừtrở,từtrườngdưtrongmạchtừ
củađộngcơcóthểtạoramộtmomentxoắndưnhỏ,vàtrongcácđộngcơnam
châmvĩnhcửuvàhỗnhợp,lựchútgiữacáccựcvàtừtrườngvĩnhcửucủarotor
cóthểtạoramộtmomentxoắnđángkểmàkhôngcầnnguồnáp.
Momentxoắndưtrongmộtđộngcơnamchâmvĩnhcửuhayhỗnhợpthường
đượcgọilàmomentxoắntrênrăngcủađộngcơ,bởivìmộtngườikhờkhạosẽ
nghĩrằngcómộtkếtcấucơkhídạngmấurăngnằmởbêntrongđộngcơgiữ
rotorlại.Thôngthường,momentxoắntrênrăngbiễudiễntheogócrotorkhông
códạnghìnhsin,ởmộtvịtrícânbằngtạimỗibướcvàmộtbiênđộlớnhơn
khoảng10%momentxoắngiữcủađộngcơ,nhưngnhìnchungcácđộngcơtừ
cácnhàsảnxuấtchoragiátrịcaođến23%đốivớiđộngcơnhỏvàdưới26%đối
vớiđộngcơcỡtrungbình.
Điềukhiểnnửabướcvàvibước
Miễnlàkhôngcóphầnnàocủamạchtừbãohòa,thìviệccấpđiệnđồngthờicho
haimấuđộngcơsẽsinhramộtmomentxoắntheovịtrílàtổngcủacácmoment
xoắnđốivớihaimấuđộngcơriênglẻ. Đốivớiđộngcơhaimấunamchâmvĩnh
cửuhoặchỗnhợp,haiđườngcongnàysẽlàSradianskhácpha,vànếudòng
quahaimấubằngnhau,đỉnhcủatổngsẽnằmởvịtríS/2radianskểtửđỉnhcủa
đườngconggốc,nhưởHình2.2
4
Hình2.2
Đấylàcơbảncủađiềukhiểnnửabước.Momentxoắngiữlàđỉnhcủađường
congmomentxoắnkếthợpkhihaimấucócùngdònglớnnhấtđiqua.Đốivới
độngcơnamchâmvĩnhcửuvàhỗnhợpthôngthường,momentxoắngiữhai
mấusẽlà:
h2=20.5h1
trongđó:
h1–momentxoắngiữtrênmộtmấu
h2–momentxoắngiữhaimấu
Điềunàychothấyrằngkhôngcóphầnnàotrongmạchtừbãohoàvàmoment
xoắntheođườngcongvịtríđốivớimỗimấulàhìnhsinlýtưởng.
Hầuhếtcácbảnghướngdẫnđộngcơnamchâmvĩnhcửuvàbiếntừtrởđềuchỉ
ramomentxoắngiữhaimấumàkhôngcóđưaramomentxoắngiữtrênmột
mấu;phầnnào,cólẽvìnósẽchiếmnhiềugiấyhơn,vàphầnnàocũngvìhầuhết
cácbộđiềukhiểnđủbướcthôngthườngluônápđiệnápvàocảhaimấucùng
lúc.
Nếubấtkỳphầnnàotrongmạchtừcủađộngcơbịbãohoà,haiđườngcong
momentxoắnsẽkhôngthểcộngtuyếntínhvớinhau.Kếtqủalàmomenttổng
hợpcóthểkhôngnằmchínhxáctạivịtríS/2kểtừvịtrícânbằngbanđầu.
Điềukhiểnvibướcchophépcácbướcnhỏhơnbằngviệcdùngcácdòngkhác
nhauquahaimấuđộngcơ,nhưvẽtrênHình2.3:
Hình2.3
5
Đốivớimộtđộngcơhaimấubiếntừtrởhoặcnamchâmvĩnhcửu,chorằngcác
mạchtừkhôngbãohoàvàcácđườngcongmomentxoắntrênmỗimấutheovị
trílàmộthìnhsinhoànhảo,côngthứcdướiđâyđưaranhữngđặctínhchủchốt
củađườngcongmomentxoắntổnghợp:
h=(a2+b2)0.5
x=(S/(/2))arctan(b/a)
trongđó:
a–momentxoắnáptrênmấuvớivịtrícânbằngtại0radians
b–momentxoắnáptrênmấuvớivịtrícânbằngtạiSradians
h–momentxoắngiữtổnghợp
x‐‐vịtrícânbằngtínhtheoradians
S–gócbước,tínhtheoradians.
Khikhôngcóbãohoà,cácmomentxoắnavàbtỉlệvớidòngđiquacácmấu
tươngứng.Điềunàyrấtthôngdụngkhilàmviệcvớicácdòngvàmomentxoắn
bìnhthường,đểmomentxoắngiữmấuđơnhoặcdòngcựcđạiđượcchấpnhận
trongmộtmấuđộngcơlà1.0.
Masátvàvùngchết
ĐườngcongmomentxoắnsovớivịtríđượcchỉratrongHình2.1khôngtính
đếnmomentxoắnđộngcơđểthắnglựcmasát!Chúýrằngcáclựcmasátcóthể
đượcchiathànhhailoạilớn,lựcmasátnghỉlàlựcmasáttrượt,cầnphảicómột
momentxoắnđủlớnđểthắnglạinó,khôngkểđếnvậntốcvàmasátđộnghọc
haylựcnhớt,hoặccáccảntrởkháckhôngphụthuộcvậntốc.Ởđây,chúngta
quantâmđếnlựcmasátnghỉ.Chorằngmomentxoắncầnthiếtđểthắnglựcma
sátnghỉtronghệlà½giátrịđỉnhmomentxoắncủamotor,nhưmiêutảtrong
Hình2.4.
Hình2.4
Đườnggạchđứttronghình2.4chỉramomentxoắncầnthiếtđểthắngmasát,
chỉcómộtphầnđườngcongmomentxoắnbênngoàiđườnggạchđứtlàlàmcho
rotorchuyểnđộng.Đườngcongchỉramomentxoắnhiệuquảkhicómasáttrục
khônggiốngnhữngđườngcongnày,Hình2.5:
![Truyện tranh Gấu Trúc Thích Vẽ [Mới Nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250726/TVSDLibK12/135x160/954_gau-truc-thich-ve.jpg)
![Truyện tranh Hươu cao cổ bị cận thị [Mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250725/TVSDLibK12/135x160/97_truyen-tranh-huou-cao-co-bi-can-thi.jpg)
![Vui học cùng bé: Tìm và nối chữ [Hướng dẫn chi tiết]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250725/thuthao00/135x160/971_vui-hoc-cung-be-tim-va-noi-chu.jpg)
![Trò chơi săn chữ: Khám phá chữ cái [Mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250725/thuthao00/135x160/66711753416654.jpg)
![Tập viết các nét cơ bản [chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250724/kimanh00/135x160/80_tap-viet-cac-net-co-ban.jpg)
