Chuyên đề Động cơ bước

Nội dung text: Chuyên đề Động cơ bước

1. 5. Các động cơ bước có thể bị trượt bước nếu quá tải và sai số có thể dẫn đến không phát hiện được. Vì lí do này mà một ít động cơ bước sử dụng điều khiển vòng kín. 6. Điều khiển hồi tiếp dùng các động cơ DC cho thời gian đáp ứng nhanh hơn nhiều khi được so sánh với các động cơ bước. So sánh động cơ bước với động cơ servo Các động cơ bước là các động cơ ‘bước’ một góc mỗi khi mạch điều khiển cấp một xung. Chúng không đòi hỏi sự hồi tiếp vị trí nếu chạy bên trong những giới hạn của chúng. Khi dừng lại, chúng vẫn giữ nguyên vị trí. Các động cơ servo thuộc loại động cơ DC chuẩn hoặc không chổi than có vòng hồi tiếp sử dụng cảm biến góc (encoder). Mạch điều khiển đọc vị trí của động cơ và điều khiển nguồn cấp cho động cơ. Các động cơ bước cũng có độ chính xác như các động cơ servo và đơn giản hơn, tin cậy hơn và bảo dưỡng thoải mái trong các ứng dụng ở môi trường bụi bặm. Các cảm biến góc quay của động cơ servo dễ bị ảnh hưởng do dơ bẩn và sự dao động gây ra nhiều vấn đề rắc rối. Động cơ servo di chuyển điểm-điểm nhanh hơn và tốt hơn khi gia tốc cho các máy móc nặng tải, nhưng cần được bảo dưỡng nhiều hơn. Hệ thống động cơ bước có thể nhanh hoặc nhanh hơn nhiều hệ thống servo nhờ vào thuật toán điều khiển bằng phần mềm. Bảng ?: So sánh giữa động cơ bước và động cơ Servo Các đặc tính Động cơ Servo Động cơ bước chuyển động Mô men cao, Có thể được xem xét nếu giá Các ứng dụng có chu kỳ công tác tốc độ thấp thành/tính phức tạp không phải liên tục đòi hỏi mô men cao và là một vấn đề. tốc độ thấp. Mô men cao và Các ứng dụng có chu kỳ công Nếu tốc độ thấp hơn 2000 rpm tốc độ cao tác liên tục đòi hỏi mô men cao thì sử dụng động cơ bước có thể (> 2000 rpm) và tốc độ cao. Một động cơ kinh tế hơn. Các động cơ bước servo DC có thể tạo ra công suất trở nên cồng kềnh ở tốc độ cao. trục liên tục lớn hơn ở các tốc độ cao khi được so sánh với các động cơ bước. Di chuyển Sử dụng servo nếu bạn cần các Động cơ bước sẽ mang đến giải ngắn, nhanh, yêu cầu động cao. pháp kinh tế hơn khi các yêu cầu có tính lặp lại bình thường hơn. Các ứng dụng Servo có thể điều khiển hiệu quả Sử dụng động cơ bước nếu mô định vị khi tải hầu như có quán tính thay men thấp hơn 500 oz-in, nhỏ hơn vì ma sát. Khả năng kéo quá sức 2000 rpm, tỉ số gia tốc từ thấp động cơ servo trong chu kỳ công đến trung bình. tác không liên tục cho phép một
2. động cơ nhỏ hơn có thể được sử dụng. Các ứng dụng Sử dụng động cơ servo không Sử dụng động cơ bước. trong các môi chổi than. trường nguy hiểm Tốc độ thấp, Sử dụng servo DC. Sử dụng vi bước. độ mịn cao Phương pháp Vòng kín. Được ưa chuộng sử dụng trong điều khiển các ứng dụng vòng hở. 8. Các đặc tính của động cơ bước 9. Sử dụng động cơ bước 9.1 Thủ tục lựa chọn động cơ bước 1 Xác định thành phần cơ cấu lái Trước hết hãy xác định các Xác định cơ cấu và các thông số kỹ thuật đòi hỏi. đặc điểm thiết kế như cơ cấu, đường kính thô, khoảng cách di chuyển, và chu kỳ định vị. 2 Tính toán độ phân giải đòi hỏi Từ độ phân giải đòi hỏi, Tìm kiếm độ phân giải góc bước cho động cơ. xác định chỉ động cơ được dùng hay động cơ giảm tốc được dùng. 3 Xác định mẫu vận hành Tìm chu kỳ gia tốc (giảm Xác định mẫu vận hành đáp ứng các thông số kỹ tốc) và tốc độ xung vận thuật đòi hỏi. hành để tính toán mô men gia tốc. 4 Tính toán mô men đòi hỏi Tính toán mô men tải, mô Tính toán mô men tải. men gia tốc và mô men đòi Tính toán mô men gia tốc. hỏi được yêu cầu bởi động Tính toán mô men giảm tốc. cơ. 5 Lựa chọn động cơ Chọn lựa một động cơ mà Đưa ra một lựa chọn tạm thời cho động cơ dựa trên các đặc tính mô men-tốc mô men đòi hỏi. độ của nó thỏa mãn yêu Xác định động cơ cần được sử dụng từ các đặc tính cầu. mô men-tốc độ. 6 Kiểm tra động cơ được chọn Kiểm tra tỉ số gia tốc/giảm Xác nhận tỉ số gia tốc/giảm tốc và hệ số quán tính. tốc và hệ số quán tính để xác định khả năng phù hợp với sự lựa chọn. 9.2 Nhận dạng động cơ bước May mắn là các nhà chế tạo động cơ bước hầu như luôn luôn in loại, góc bước, điện trở cuộn dây và điện áp cuộn dây trên các động cơ.
3. Hình : Một mẫu nhãn được dán trên vỏ của động cơ bước được chế tạo bởi hãng ??? Khi các thông tin này không có sẵn thì vẫn có thể xác định được chúng nhờ vào sự trợ giúp của một VOM và một vài kiểm tra cơ bản. ▪ Xác định loại động cơ bước đơn cực, lưỡng cực hay đa năng Phần lớn động cơ bước trên thị trường thuộc loại đơn cực, lưỡng cực, và đa năng. Dựa trên giả định này, bước thứ nhất là bạn có thể đưa ra được ước đoán đầu tiên về loại động cơ bằng cách đếm các đầu dây ra. Bảng : Quan hệ giữa số đầu dây ra và loại động cơ Số đầu dây ra Loại động cơ 2 Động cơ DC chổi than – Không phải động cơ bước 4 Động cơ bước lưỡng cực 5 Động cơ bước đơn cực – Dây chung điểm giữa 6 Động cơ bước đơn cực 8 Động cơ bước đa năng Bước cuối cùng là sử dụng một ohm kế để xác định sự kết nối của mỗi đầu dây ra và kiểm nghiệm ước đoán loại động cơ ban đầu của bạn. - Động cơ lưỡng cực là đơn giản nhất, bạn chỉ cần kiểm nghiệm những dây nào nối đến mỗi cuộn. - Đối với loại đơn cực, điện trở đầu V+ đến đầu chung và đầu V- đến đầu chung là bằng nhau và bằng một nửa điện trở giữa V+ và V-. ▪ Xác định thứ tự các pha
4. Kết nối các đầu dây của động cơ bước với nguồn áp theo một mẫu trình tự điều khiển nhất định, đồng thời quan sát hướng quay trục của động cơ. Nếu hướng trục quay thực hiện liên tục là các pha đã đúng thứ tự. ▪ Xác định loại động cơ bước từ trở biến thiên, nam châm vĩnh cửu, hay lai - Không cần phải xem nhãn ghi trên động cơ, bạn vẫn có thể nói được động cơ bước đang dùng thuộc loại nào. Khi không cấp nguồn, các động cơ nam châm vĩnh cửu và lai có khuynh hướng “vấu lại” khi bạn quay rôto bằng các ngón tay của bạn, trong khi các động cơ từ trở biến thiên hầu như quay tròn một cách tự do (mặc dù chúng có thể vấu lại một chút do từ dư trong rôto). - Bạn cũng có thể phân biệt hai dạng động cơ này bằng một ohm kế. Các động cơ từ trở biến thiên có ba (đôi khi bốn) cuộn dây, với một đầu chung, trong khi các động cơ nam châm vĩnh cửu thường có hai cuộn độc lập, có hoặc không có các đầu chung. Cuộn lấy đầu chung điểm giữa được sử dụng trong các động cơ nam châm vĩnh cửu đơn cực. 10. Điều khiển động cơ bước 10.1 Nguyên lý điều khiển Để biết một động cơ bước làm việc như thế nào, hãy xem xét một động cơ bước đơn giản gồm có: - Một rotor nam châm vĩnh cửu có một cực Bắc – Nam (N-S). - Một stator bốn răng được lái bởi một cặp hai cuộn dây A1-A2 và B1-B2. Hình : Trình tự cấp năng lượng cho động cơ bước Khi A1-A2 (và B1-B2) được nối đến điện áp cung cấp DC và đất, một cách tương ứng, răng phía trên đỉnh (và răng phía bên phải) trở thành cực Bắc và răng đối diện trở thành cực Nam như trên Hình ??. Điều này làm đẩy rotor sang vị trí ổn định + 45 o, khi đó các cực rotor nằm giữa các cực đối diện của hai cuộn dây. Khi cực tính của cuộn o A1-A2 bị đảo lại nhờ chuyển mạch điện áp cung cấp và đất, rotor tiến một góc 90 đến vị trí mới ổn định ở -45 o. Điều này có nghĩa rằng nó có góc bước là 90 o. Một động cơ bước có thể được điều khiển theo trình tự kiểu đủ bước hoặc nửa bước. Với góc bước 90o, một trình tự bốn bước sẽ liên tiếp sẽ làm động cơ quay được một vòng. Khi trình tự bước được lặp lại, động cơ sẽ quay tiếp tục. Nếu trình tự bước bị đảo ngược, hướng động cơ cũng bị đảo theo. Số lượng các bước trình tự và mẫu chuyển mạch sẽ thay đổi theo cấu tạo và nhà sản xuất động cơ. Các kiểu bước Dưới đây là các kiểu lái động cơ bước phổ biến nhất: - Lái gợn sóng (cấp điện 1 pha) - Lái đủ bước (cấp điện 2 pha) - Lái nửa bước (cấp điện 1 pha và 2 pha) - Lái vi bước (liên tục biến đổi dòng điện động cơ)
5. Bảng: Trình tự kích thích cho các kiểu lái khác nhau. Trong kiểu lái gợn sóng, mỗi lần chỉ một cuộn dây được cấp năng lượng. Stator được cấp năng lượng theo trình tự A B A B và rotor bước từ vị trí 8 2 4 6 . Đối với các động cơ quấn dây đơn cực và lưỡng cực với các tham số cuộn dây như nhau thì kiểu kích thích này sẽ sinh ra một vị trí cơ khí như nhau. Nhược điểm của kiểu lái này là trong kiểu lái này động cơ quấn dây đơn cực chỉ sử dụng có 25% và động cơ lưỡng cực chỉ sử dụng 50% của toàn bộ cuộn dây động cơ ở thời điểm đã cho. Điều này có nghĩa là không sử dụng hết mô men xuất ra từ động cơ. Ở kiểu lái đủ bước, mỗi lần hai pha được cấp năng lượng cùng lúc. Stator được cấp năng lượng theo trình tự AB AB AB AB và rotor bước từ các vị trí 1 3 5 7 . Mô men tạo ra từ động cơ quấn dây đơn cực thấp hơn động cơ lưỡng cực (xét các động cơ có cùng tham số cuộn dây) vì các động cơ đơn cực chỉ sử dụng 50% cuộn dây trong khi động cơ lưỡng cực thì dùng hết. Lái nữa bước kết hợp hai kiểu lái gợn sóng và đủ bước (cấp điện cho 1 và 2 cuộn). Trình tự cấp năng lượng AB B AB A AB B AB A và rotor bước từ vị trí 1 2 3 4 5 6 7 8 . Điều này tạo ra sự di chuyển góc bằng một nửa so với các kiểu lái 1 pha hoặc 2 pha. Kiểu nửa bước có thể làm giảm được hiện tượng cộng hưởng có thể gặp phải ở các kiểu lái 1 hoặc 2 pha. Ở kiểu lái vi bước, các dòng điện trong các cuộn dây biến thiên liên tục để có thể ngắt một bước đủ ra thành nhiều bước rời rạc nhỏ hơn. 10.2 Mạch điện điều khiển Mạch điện ở đây được tập trung vào một vấn đề duy nhất, đó là chuyển mạch đóng và ngắt dòng điện trong mỗi cuộn dây động cơ. Mạch điện được thảo luận trong phần này được kết nối trực tiếp đến các cuộn dây động cơ và nguồn cung cấp, và mạch điện được điều khiển bởi một hệ thống số (mạch số, mạch vi xử lí, mạch vi điều khiển, máy tính, hay PLC) xác định khi nào các chuyển mạch được đóng hay mở. Phần này đề cập đến tất cả các dạng động cơ, từ mạch cơ bản được cần đến để điều khiển động cơ từ trở biến thiên, đến mạch cầu H được cần đến để điều khiển động cơ nam châm vĩnh cửu lưỡng cực. Mỗi loại mạch lái được minh họa bằng các ví dụ thực tiễn, nhưng các ví dụ này không được xem như một catalog thấu đáo của các mạch điều khiển có sẵn trên thị trường, hoặc thông tin được cho ở đây không được dùng để thay thế cho thông tin được tìm thấy trong các phiếu dữ liệu linh kiện của các hãng chế tạo.
6. Phần này chỉ bao quát mạch điều khiển cơ bản nhất cho mỗi loại động cơ. Tất cả các mạch này giả sử rằng nguồn cung cấp động cơ cung cấp một điện áp lái không lớn hơn điện áp định mức của động cơ, và điều này làm giới hạn hiệu suất động cơ một cách đáng kể. 7.2.1 Mạch điện điều khiển động cơ bước từ trở biến thiên Các bộ điều khiển động cơ bước từ trở biến thiên thay đổi dựa trên mạch nguyên lý trên Hình ? Hình ?: Mạch nguyên lý điều khiển động cơ bước từ trở biến thiên. Trên Hình ?, các hộp vuông được sử dụng để đại diện cho các chuyển mạch, một đơn vị điều khiển, không được vẽ ở đây, chịu trách nhiệm cung cấp các tín hiệu điều khiển để mở hoặc đóng các chuyển mạch ở những thời điểm tương ứng để quay trục động cơ. Triệt EMF ngược Các cuộn dây động cơ, các rơ le, solenoid và các thiết bị tương tự đều là các tải cảm. Như thế, dòng điện qua cuộn dây động cơ không thể được đóng hoặc ngắt tức thời mà không liên quan đến điện áp vô cùng! Khi chuyển mạch điều khiển cuộn dây động cơ được đóng, cho phép dòng điện chạy qua, điều này dẫn đến một sự tăng chậm trong dòng điện. Khi chuyển mạch điều khiển cuộn dây động cơ mở, điều này dẫn đến một gai điện áp có thể phá hủy nghiêm trọng chuyển mạch trừ khi nó được quan tâm một cách hợp lí. Vấn đề này được giải quyết tương tự như trong mục ? Điều khiển rơ le và solenoid. Hình: Các mạch nguyên lý triệt EMF ngược. ▪ Sử dụng Diode
7. Nếu các diode dẫn tương đối chậm như họ 1N400X phổ biến được sử dụng chung với một chuyển mạch nhanh, nên thêm một tụ điện nhỏ song song với diode. ▪ Sử dụng Tụ điện Tụ điện trên Hình ? đưa ra các vấn đề thiết kế phức tạp hơn! Khi chuyển mạch được đóng, tụ điện sẽ xả điện qua chuyển mạch xuống đất, và chuyển mạch phải có khả năng điều khiển gai dòng điện xả này. Một điện trở mắc nối tiếp với tụ điện hoặc nối tiếp với nguồn cung cấp sẽ giới hạn dòng điện này. Khi chuyển mạch hở, năng lượng tích trữ trong cuộn dây động cơ sẽ nạp vào tụ điện lên đến một điện áp trên điện áp cung cấp một mức đáng kể, và chuyển mạch phải có khả năng chịu đựng điện áp này. Để giải quyết kích cỡ của tụ điện, chúng ta xét hai công thức tính năng lượng được lưu trữ trong mạch cộng hưởng: P = C V2 / 2 P = L I2 / 2 Trong đó: P năng lượng được lưu trữ [W.s] hoặc [C.V] C điện dung [F] V điện áp ngang qua tụ [V] L điện cảm của cuộn dây động cơ [H] I cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây động cơ [A] Kích cỡ tối thiểu của tụ điện được đòi hỏi để ngăn chặn quá áp trên chuyển mạch dễ dàng được tìm bởi: 2 2 C > L I / (Vb - Vs) Trong đó: Vb điện áp đánh thủng chuyển mạch Vs điện áp cung cấp Các động cơ từ trở biến thiên có điện cảm biến đổi tùy thuộc góc quay của trục động cơ. Do đó, việc thiết kế trong trường hợp xấu nhất phải được sử dụng để lựa chọn tụ điện. Hơn thế nữa, điện cảm động cơ thường ít được nêu ra trong các tài liệu. Tụ điện và cuộn dây động cơ, kết hợp lại, tạo thành một mạch cộng hưởng. Nếu hệ thống điều khiển lái động cơ ở các tần số cao gần tần số cộng hưởng của mạch điện này, dòng điện thông qua các cuộn dây động cơ, và do đó, mô men bị ép sử dụng bởi động cơ, sẽ khá khác biệt so với mô men ở trạng thái ổn định ở điện áp hoạt động bình thường. Tần số cộng hưởng được xác định: f = 1 / ( 2 (L C)0.5 ) Nhắc lại, tần số cộng hưởng điện đối với một động cơ từ trở biến thiên sẽ phụ thuộc vào góc quay của trục động cơ. Khi các động cơ từ trở biến thiên được hoạt động với các xung kích thích gần cộng hưởng, dòng điện dao động trong cuộn dây động cơ sẽ dẫn đến một từ trường hướng đến bằng không ở tần số bằng hai tần số cộng hưởng, và điều này có thể làm giảm mạnh mô men vốn có. 7.2.2 Mạch điện điều khiển động cơ bước nam châm vĩnh cửu và lai đơn cực
8. Các bộ điều khiển cho các động cơ bước đơn cực thay đổi dựa trên mạch nguyên lí trên Hình ? Hình: Mạch nguyên lý điều khiển động cơ bước nam châm vĩnh cửu và lai đơn cực. Cững như đối với mạch lái các động cơ từ trở biến thiên, chúng ta phải quan tâm đến sự phản kháng điện cảm được tạo ra khi mỗi trong các chuyển mạch được bật tắt. Tương tự, chúng ta có thể chuyển sự phản kháng điện cảm này sang nơi khác nhờ sử dụng các diode, nhưng bây giờ, 4 diode được đòi hỏi. Hình: Mạch nguyên lý điều khiển động cơ bước nam châm vĩnh cửu và lai đơn cực có triệt EMF ngược bằng các diode. Các diode bổ sung được đòi hỏi bởi vì cuộn dây động cơ không phải là hai cuộn cảm độc lập, nó là một cuộn cảm duy nhất có đầu ra ở giữa với đầu ra có điện áp cố định. Nó hoạt động như một biến áp tự động. Khi một đầu ra của cuộn dây động cơ được kéo xuống, đầu còn lại sẽ bỏ không (fly up), và ngược lại. Khi chuyển mạch mở, điện cảm phản kháng ngược sẽ lái đầu dây này của cuộn dây động cơ đến điện áp cung cấp dương, đã được xén bởi diode. Đầu đối diện sẽ thả xuống, và khi đó nó đang không thả nổi ở điện áp cung cấp tại thời điểm này, nó sẽ rớt xuống dưới đất (dưới không), đảo ngược điện áp ngang qua chuyển mạch ở đầu dây này. Một tụ điện cũng có thể được sử dụng để hạn chế điện áp phản kháng, như được trình bày trên Hình ?.
9. Hình: Mạch nguyên lý điều khiển động cơ bước nam châm vĩnh cửu và lai đơn cực có triệt EMF ngược bằng tụ điện. Các qui tắc để định kích cỡ tụ điện trên Hình ? cũng tương tự như các qui tắc để định kích cỡ tụ điện trên Hình ?, nhưng ảnh hưởng của sự cộng hưởng thì khá khác biệt. Với động cơ nam châm vĩnh cửu, nếu tụ điện được lái ở tại hoặc gần tần số cộng hưởng, mô men sẽ tăng đến mức bằng hai lần mô men tốc độ thấp. Mô men kết quả so với đường cong tốc độ có thể khá phức tạp, như được trình bày trên Hình ? Hình: Đường cong mô tả quan hệ giữa mô men và tốc độ cộng hưởng. Trên Hình ? trình bày một đỉnh trên mô men có sẵn tại tần số cộng hưởng điện, và một lõm tại tần số cộng hưởng cơ. Nếu tần số cộng hưởng điện được đặt tương ứng trên nơi xảy ra tốc độ cắt (cutoff speed) đối với động cơ nhờ sử dụng bộ lái dựa trên diode, kết quả có thể là một sự tăng đáng kể trong tốc độ cắt hiệu quả. Tần số cộng hưởng cơ phụ thuộc vào mô men, vì vậy nếu tần số cộng hưởng cơ ở bất cứ nơi nào gần cộng hưởng điện, nó sẽ bị dịch bởi cộng hưởng điện. Hơn thế nữa, bề rộng của cộng hưởng cơ trên độ dốc lân cận của đường cong mô men so với tốc độ; nếu mô men rớt theo tốc độ, cộng hưởng cơ sẽ nhọn hơn, trong khi nếu mô men leo lên theo tốc độ, nó sẽ bành ra hơn hoặc thậm chí chặt thành nhiều tần số cộng hưởng. Các bộ lái động cơ bước từ trở biến thiên và đơn cực thực tế Trong các mạch trên, chi tiết về các chuyển mạch cần thiết đã cố ý bị bỏ qua. Mỗi trong các chuyển mạch trên Hình ? tương thích với ngõ vào TTL. Điện áp cung cấp +5V để tạo logic cần được ổn áp, điện áp cho động cơ từ +5V đến +24V chỉ cần được ổn áp bình thường. Transistor SK3180 trong Hình là loại Darlington công suất với độ lợi dòng trên 1000, thế thì, dòng điện 10 mA chạy qua điện trở phân cực 470 hoặc lớn hơn cho phép transistor chuyển mạch dẫn dòng vài amp chạy qua cuộn dây động cơ. Bộ đệm 7407
10. được dùng để lái Darlington có thể được thay thế bằng bất kỳ chíp cực thu để hở điện áp cao nào mà có thể rút ít nhất 10 mA. Ngay cả khi transistor bị hư, bộ lái cực thu để hở điện áp cao giữ vai trò bảo vệ phần còn lại của mạch công suất tránh khỏi nguồn cung cấp động cơ. Hình: Mạch lái động cơ bước từ trở biến thiên và đơn cực thực tế (minh họa 1 pha). IRC IRL540 trên Hình là một transistor hiệu ứng trường công suất. Nó có thể điều khiển dòng điện lên đến 20A, và chịu điện áp đánh thủng lên đến 100V. Nó có thể hấp thu các gai điện áp cảm kháng mà không cần các diode bảo vệ nếu nó được ghép đến một tấm giải nhiệt đủ lớn. Transistor này có thời gian chuyển mạch rất nhanh, vì vậy các diode bảo vệ phải đủ nhanh hoặc được bypass bởi các tụ điện nhỏ. Điều này đặc biệt quan trong với các diode được sử dụng để bảo vệ transistor chống lại sự phân cực ngược. Trong tình huống đó, transistor bị hư, diode zener và điện trở 100 bảo vệ mạch TTL. Đối với các ứng dụng mà trong đó mỗi cuộn dây động cơ dẫn dòng dưới 500 mA, họ mạch tích hợp ULN200X hoặc ULN2803 của Allegro Microsystems hoặc DS200X của National Semiconductor hay Motorola MC1413 có thể được dùng. Hình: Đối với các động cơ dẫn dòng dưới 600 mA trên cuộn, bộ lái công suất tứ UDN2547D được chế tạo bởi Allegro Microsystems sẽ điều khiển cả 4 cuộn của các động cơ bước đơn cực có đầu chung. Đối với các động cơ dẫn dòng dưới 300 mA trên cuộn, các bộ lái công suất kép SN7541, 7542, và 7543 của Texas Instruments là một sự chọn lựa tốt;
11. 7.3 Các động cơ bước lưỡng cực và các mạch cầu Các động cơ bước nam châm vĩnh cửu có mạch điều khiển phức tạp hơn bởi vì chúng không có điểm giữa trên các cuộn dây của chúng. Do đó, để đảo hướng từ trường được tạo ra bởi cuộn dây động cơ, chúng ta cần đảo chiều dòng điện thông qua cuộn dây. Điều này được thực hiện thông qua mạch cầu H. Hình: Mạch cầu H điều khiển động cơ bước lưỡng cực. Chú ý rằng cầu H không chỉ được áp dụng để điều khiển động cơ bước lưỡng cực mà còn điều khiển các động cơ DC, các solenoid đẩy kéo và nhiều ứng dụng khác. Với 4 chuyển mạch, cầu H mang đến 16 kiểu vận hành có thể xảy ra, 7 trường hợp trong số chùng làm ngắn mạch nguồn cung cấp. Các kiểu hoạt động dưới đây cần được quan tâm: Kiểu thuận, các chuyển mạch A và D đóng. Kiểu nghịch, các chuyển mạch B và C đóng. Đây là các kiểu hoạt động thông dụng, cho phép dòng điện chạy từ nguồn cung cấp, thông qua cuộn dây động cơ xuống đất. Hình ? minh họa kiểu hoạt động thuận. Hình: Kiểu hoạt động thuận. Kiểu suy giảm hay xuống dốc nhanh, tất cả các chuyển mạch đều hở.
12. Bất kỳ dòng điện chạy qua cuộn dây động cơ sẽ chống lại toàn bộ điện áp cung cấp, cùng với hai diode, vì vậy dòng điện suy giảm nhanh chóng. Kiểu này cung cấp hiệu ứng hãm động một ít hoặc không trên rotor động cơ, vì vậy rotor sẽ trượt tự do nếu tất cả các cuộn dây động cơ đều được cấp nguồn ở kiểu này. Hình ? minh họa dòng điện chạy qua tức thời sau khi chuyển mạch từ kiểu chạy thuận sang kiểu suy giảm nhanh. Hình: Các kiểu suy giảm chậm và hãm động Ở các kiểu này, dòng điện có thể chạy kép kín thông qua cuộn dây động cơ và điện trở nhỏ. Nếu dòng điện đang chạy trong một cuộn dây động cơ khi một trong các kiểu này đang hoạt động, thì dòng điện sẽ suy giảm chậm, và nếu rotor động cơ đang quay, nó sẽ khiến một dòng điện họat động như một sự hãm rotor. Hình minh họa một trong nhiều kiểu suy giảm chậm phổ biến, với chuyển mạch D đóng; nếu cuộn dây động cơ trước đó đang quay theo kiểu thuận, trạng thái của chuyển mạch B hoặc đóng hoặc hở. Hình: Hầu hết cầu H được thiết kế sao cho logic cần thiết để ngăn chặn ngắn mạch kể cả ở mức rất thấp trong thiết kế. Hình minh họa một bố trí tốt nhất có thể. Vậy thì các kiểu hoạt động dưới đây có thể xảy ra: Bảng: XY ABCD KIỂU 00 0000 Suy giảm nhanh 01 1001 Thuận