Động cơ bước size 86 (NEMA 34): mã 86HS, driver, nguồn và cách chọn đúng

Động cơ bước size 86 (NEMA 34, mã thường gặp 86HS) là cỡ động cơ bước hai pha lớn nhất còn được dùng phổ biến trong máy CNC router khổ lớn, máy cắt plasma, máy khắc đá, bàn trượt nâng hạ và các cơ cấu định vị tải nặng. Mặt bích vuông khoảng 86 mm, mô-men giữ từ 3,5 đến 12–13 N·m, trục 12,7 hoặc 14 mm có then: chỉ nhìn thông số, nhiều người nghĩ đây là động cơ bước “phóng to” và cứ thế ghép với driver, nguồn quen dùng cho cỡ nhỏ.

Thực tế, động cơ bước size 86 có điện cảm cuộn dây lớn, rotor nặng và dòng pha 4–6 A, nên cách chọn driver, điện áp nguồn, cách đấu 8 dây và cách tính quán tính tải quyết định gần như toàn bộ việc máy chạy êm hay mất bước. Các phần dưới đây đi lần lượt từ kích thước lắp đặt, các mã 86HS phổ biến, đấu nối tiếp/song song, driver điện áp cao, biến áp và nguồn, quán tính tải, gắn hộp số, đến thời điểm nên chuyển sang motor servo 750 W – 1,5 kW.

1. Động cơ bước size 86 và tiêu chuẩn NEMA 34: kích thước lắp đặt

“Size 86” là cách gọi theo cạnh mặt bích tính bằng milimét, còn NEMA 34 là cách gọi theo hệ inch (3,4 inch ≈ 86 mm). Cách hiểu tiêu chuẩn NEMA, bản vẽ của khung nhỏ hơn và cách chọn cho máy CNC router cỡ vừa đã được trình bày ở bài động cơ bước NEMA 23; ở cỡ 86, những con số cần nhớ khi thiết kế tấm gá như sau.

• Đây là kích thước phổ biến; mỗi hãng có dung sai và chiều dài trục khác nhau, luôn đối chiếu bản vẽ của đúng mã motor trước khi gia công.
• Motor 86 dài 118–156 mm nặng khoảng 3,8–5,6 kg, tấm gá mỏng hoặc chỉ bắt hai vít sẽ rung và lệch tâm theo thời gian.

Hai đường kính trục 12,7 mm (hệ inch) và 14 mm (hệ mét, phổ biến ở hàng Trung Quốc và mẫu thân dài) cùng tồn tại và không lắp lẫn khớp nối, puly. Khi thay motor khác hãng, trục là chỗ hay vướng nhất, kế đến là chiều dài thân có thể chạm vỏ che hoặc máng cáp.

So với các cỡ nhỏ trong ảnh, động cơ bước size 86 thường ra dây trực tiếp tiết diện lớn (khoảng AWG18) hoặc qua hộp đấu dây, trục có then và vòng bi lớn hơn để chịu lực hướng tâm của puly, bánh răng.

2. Các mã 86HS phổ biến và dải mô-men 3,5–12 N·m

Trên thị trường, động cơ bước NEMA 34 được bán dưới nhiều tiền tố: 86HS, 86BYGH, 86HB, 86J18, 34HS, 34HE… Phần quan trọng nhất của mã là nhóm số ngay sau tiền tố, nhưng nhóm số này không thống nhất giữa các nhà sản xuất:

• Số chỉ mô-men giữ × 10: 86HS45 khoảng 4,5 N·m, 86HS85 khoảng 8,5 N·m, 86HS120 khoảng 12 N·m.
• Số chỉ chiều dài thân (mm): 86HS78, 86HS118, 86HS156; ví dụ nhiều mẫu 86HS156 dài 156 mm có mô-men khoảng 12 N·m, dòng 6,2 A.
• Đuôi sau gạch nối: thường là dòng pha (6004 = 6,0 A, 4 dây; 4208 = 4,2 A, 8 dây) hoặc mã trục, mã cáp của từng hãng.

Vì vậy khi mua hoặc thay thế, cần hỏi thêm chiều dài thân, dòng pha, điện cảm, số dây và đường kính trục. Các nhóm chiều dài phổ biến theo datasheet:

• Mô-men giữ là mô-men khi trục đứng yên và cấp đủ dòng định mức, không phải mô-men khi đang quay; ở vài trăm vòng/phút có thể chỉ còn một nửa hoặc ít hơn.
• Cùng 12 N·m nhưng mẫu điện cảm 5 mH và mẫu 9 mH cho đặc tính tốc độ cao rất khác nhau với cùng một nguồn.
• Quán tính rotor tăng theo chiều dài: ví dụ khoảng 1,4 kg·cm² ở mẫu 4,5 N·m dài 80 mm và khoảng 2,7 kg·cm² ở mẫu 8,5 N·m dài 118 mm.

Mô-men giữ tăng gần tỉ lệ với chiều dài, nhưng điện cảm cũng tăng theo, nên ở cùng điện áp nguồn và tốc độ trên vài trăm vòng/phút, bản 12 N·m có thể chỉ khỏe hơn bản 8,5 N·m rất ít. Máy cần chạy nhanh thường hợp với thân trung bình và nguồn điện áp cao hơn là thân dài với nguồn thấp.

3. Động cơ bước size 86 loại 8 dây: đấu nối tiếp hay song song

Rất nhiều động cơ bước size 86 có 8 dây ra: mỗi pha gồm hai nửa cuộn dây tách riêng. Người dùng tự chọn đấu hai nửa nối tiếp hoặc song song tại domino driver, và lựa chọn này thay đổi điện cảm, dòng cần cài và đặc tính tốc độ.

• Đấu nối tiếp mà cài dòng của kiểu song song sẽ làm motor quá nhiệt nhanh.
• Đấu song song cần driver có dòng ra đủ lớn; driver 7,2 A đỉnh có thể không đủ cho motor 8 dây dòng đơn cực 4,2 A khi đấu song song.
• Đảo nhầm đầu cuối của một nửa cuộn (hai nửa từ trường triệt nhau) khiến motor yếu hẳn, rung giật dù driver không báo lỗi.

Nguyên tắc chọn: ở cùng điện áp nguồn, đấu song song cho công suất ở tốc độ cao lớn hơn khoảng gấp đôi so với đấu nối tiếp, đổi lại cần dòng lớn hơn. Nối tiếp hợp khi máy chủ yếu chạy chậm, cần giữ lực (trục nâng, bàn xoay chia độ) hoặc driver không có đủ dòng; song song hợp với trục chạy nhanh của máy CNC router, plasma.

4. Driver cho động cơ bước size 86

Driver cho cỡ 42, 57 (24–50 VDC, đến 5,6 A) chỉ chạy được motor 86 thân ngắn ở tốc độ thấp. Driver cho cỡ 86 chia theo nguồn cấp:

a. Driver nguồn DC 20–80 V, dòng đến 8,2 A

Nhóm driver số dùng nguồn một chiều tối đa khoảng 80 VDC, dòng đỉnh đến khoảng 8,2 A. Dùng được nguồn xung 48–72 V có sẵn, nhưng điện áp trần thấp nên motor thân dài 7–9 mH bị hạn chế tốc độ; hợp với thân ngắn, trung bình đấu song song.

b. Driver nguồn AC 18–80 VAC (họ DM860H, MA860H)

Đây là nhóm driver phổ biến nhất cho động cơ bước size 86: nhận trực tiếp điện xoay chiều 18–80 VAC từ biến áp hoặc 24–110 VDC, dòng đỉnh 2,4–7,2 A (khoảng 5,1 A RMS), độ phân giải 400–25.600 xung/vòng. Nhà sản xuất khuyến nghị dải làm việc khoảng 18–60 VAC (24–85 VDC) để chừa biên cho dao động lưới và điện áp do motor dội ngược khi giảm tốc. Bảng cài dòng của một mẫu 860 điển hình như sau:

• Vị trí công tắc DIP khác nhau giữa các hãng và các đời driver; chỉ dùng bảng in trên vỏ driver đang có.
• Với motor 4 dây, nhà sản xuất driver khuyến nghị dòng đỉnh ≈ 1,4 × dòng pha ghi trên tem (nếu tem ghi giá trị RMS).
• Motor 6 A cần khoảng 8,4 A đỉnh mới đủ dòng; driver 7,2 A vẫn chạy được nhưng mô-men giảm tương ứng, driver loại 8,2 A mới khai thác hết motor.

Công tắc giảm dòng khi đứng yên (hạ còn 50–60% sau khoảng 0,4–1 giây kể từ xung cuối) giúp motor 86 mát hơn đáng kể, nhưng mô-men giữ cũng giảm; với trục đứng hoặc cơ cấu bị đẩy ngược khi dừng, phải tính lại lực giữ trước khi bật.

Đoạn video dưới đây cho thấy cách đấu dây một động cơ bước lai cỡ lớn với driver công nghiệp và vận hành thực tế: nguồn vào, cặp dây pha A, B và tín hiệu xung, chiều.

c. Driver nguồn 220 VAC trực tiếp

Một số driver hai pha dùng thẳng điện lưới (dải khoảng 80–150 VAC hoặc 150–230 VAC, dòng 0,5–8,2 A) cho động cơ bước size 86 và 110. Không cần biến áp, điện áp bus cao (khoảng 300 VDC sau chỉnh lưu) nên mô-men ở tốc độ cao tốt hơn hẳn driver 80 VAC, kể cả với motor thân dài đấu nối tiếp. Đổi lại cần lưu ý:

• Motor phải chịu được điện áp cao: chọn mẫu nhà sản xuất ghi rõ dùng với driver điện áp cao.
• Không cách ly với lưới: vỏ motor, vỏ driver phải nối đất; cáp motor tách xa dây tín hiệu.
• Tần số xung vào: nhiều mẫu nhận tối đa khoảng 200 kHz, cần tính lại độ chia vi bước cho tốc độ mong muốn (xem phần cài vi bước ngay dưới).

d. Driver vòng kín cho motor 86 có encoder

Bộ motor 86 có encoder đi với driver vòng kín riêng (thường ba mức 4, 8, 12 N·m dùng chung một driver) giúp phát hiện và bù trượt bước, giảm nhiệt khi tải nhẹ. Cách đấu cáp encoder, cài tham số và xử lý lỗi sai lệch vị trí nằm ở bài động cơ bước có encoder; driver vòng kín không chạy được motor 86 thường không có encoder.

Cài độ chia vi bước cho động cơ bước size 86

Rotor 86 nặng, nên chạy bước đủ (200 xung/vòng) ở tốc độ thấp gây rung mạnh. Độ chia 1.600–6.400 xung/vòng thường đủ êm cho máy CNC; cài cao hơn không làm motor chính xác hơn mà chỉ đẩy tần số xung lên. Ví dụ muốn đạt 600 vòng/phút (10 vòng/giây) ở 25.600 xung/vòng thì cần 256 kHz, vượt khả năng của nhiều bộ phát xung và driver 200 kHz; ở 6.400 xung/vòng chỉ cần 64 kHz.

5. Biến áp và nguồn cấp cho động cơ bước size 86

Với cỡ 86, nguồn quyết định trực tiếp tốc độ làm việc. Điện áp càng cao, dòng càng nhanh đạt định mức trong cuộn dây có điện cảm lớn, mô-men giữ được tới vòng quay cao hơn; đổi lại motor ồn và nóng hơn ở tốc độ thấp. Nguyên tắc chung là dùng điện áp thấp nhất vẫn đạt tốc độ cần thiết.

Ước lượng điện áp nguồn theo điện cảm

Một công thức kinh nghiệm được nhiều nhà sản xuất driver dùng là: điện áp DC tối đa nên dùng ≈ 32 × √L, với L là điện cảm pha tính bằng mH (theo cách đấu thực tế). Áp dụng cho động cơ bước size 86:

• Đây là giá trị tham khảo để motor không quá nóng; vượt lên một chút vẫn chạy nhưng phải theo dõi nhiệt vỏ motor.
• Đấu 8 dây nối tiếp làm điện cảm tăng khoảng 4 lần, điện áp gợi ý tăng khoảng 2 lần, thường vượt khả năng driver 80 VAC.
• Không bao giờ vượt điện áp tối đa ghi trên driver, kể cả khi motor còn mát.

Biến áp, chỉnh lưu và điện áp không tải

Nguồn tuyến tính (biến áp + cầu diode + tụ lọc) là lựa chọn quen thuộc cho động cơ bước size 86 vì chịu được dòng xung lớn và điện áp dội ngược tốt hơn nguồn xung. Khi tự lắp, cần tính đúng điện áp một chiều sau chỉnh lưu:

• Điện áp DC không tải ≈ điện áp xoay chiều thứ cấp × 1,41 − khoảng 1,5 V sụt trên cầu diode. Biến áp 60 VAC cho khoảng 83 VDC.
• Lúc không tải biến áp cho điện áp cao hơn danh định vài phần trăm, cộng thêm lưới điện cao; bus từ biến áp 60 VAC có thể lên 90 VDC.
• Biến áp 80 VAC chỉnh lưu ra khoảng 113 VDC, đã vượt mức 110 VDC tối đa của driver nhóm 860, chưa kể điện áp dội ngược. Vì thế với driver 80 VAC nên chọn biến áp thứ cấp khoảng 50–68 VAC.
• Tụ lọc chọn điện áp chịu đựng tối thiểu 100 V cho bus 80–90 VDC; tụ quá nhỏ làm bus dao động mạnh khi motor tăng tốc.

Tính dòng và công suất nguồn khi chạy nhiều trục

Driver chỉ lấy điện từ nguồn trong khoảng thời gian đóng của PWM, nên dòng trung bình từ nguồn nhỏ hơn dòng pha. Nhà sản xuất driver gợi ý nguồn không ổn áp (tuyến tính) chỉ cần khoảng 50–70% tổng dòng định mức của các motor; nguồn xung ổn áp thì phải chọn dư hơn, vì khi quá dòng nó tự hạn dòng hoặc ngắt. Ví dụ máy ba trục, mỗi trục một motor 86 dòng 6 A, bus 80 VDC: nguồn tuyến tính khoảng 10–12 A, tương ứng biến áp cỡ 800–1.000 VA là mức thường gặp.

Khi nhiều driver dùng chung nguồn, đi dây từ nguồn đến từng driver riêng (hình sao), không đấu nối tiếp driver này sang driver kia. Hiện tượng điện áp bus vọt lên khi dừng gấp đã giải thích ở bài động cơ bước 24V; ở cỡ 86 hiện tượng này mạnh hơn vì quán tính lớn hơn.

6. Quán tính tải và hiện tượng mất bước khi tải lớn

Động cơ bước size 86 “ghi 8,5 N·m mà vẫn mất bước” thường không do thiếu mô-men tĩnh mà do quán tính tải quá lớn, gia tốc quá gắt hoặc chạy trong vùng cộng hưởng.

Tỉ số quán tính tải/rotor cho phép

Hướng dẫn của các nhà sản xuất động cơ bước: với motor vòng hở cỡ 42–85 mm, quán tính tải quy về trục motor nên không quá khoảng 10 lần quán tính rotor; motor bước vòng kín cho phép đến khoảng 30 lần. Với motor 86 có rotor khoảng 1,4–2,7 kg·cm², giới hạn khuyến nghị tương ứng khoảng 14–27 kg·cm² quán tính tải.

Hai công thức hay dùng để quy quán tính về trục motor:

• Vít me: J = m × (p / 2π)², với m là khối lượng chuyển động (kg), p là bước vít (m); cộng thêm quán tính của chính cây vít.
• Dây đai, thanh răng: J = m × r², với r là bán kính vòng chia của puly hoặc bánh răng (m).
• Qua hộp số tỉ số i: quán tính tải nhìn từ motor giảm i² lần.

Ví dụ vít me: bàn máy 200 kg, vít me bi Ø25 mm bước 10 mm dài 1,5 m. Quán tính phần tịnh tiến khoảng 5,1 kg·cm², bản thân cây vít thép khoảng 4,5 kg·cm², tổng gần 10 kg·cm². Với motor 8,5 N·m (rotor 2,7 kg·cm²), tỉ số khoảng 3,6 lần, nằm trong vùng an toàn.

Ví dụ dây đai: cổng trục 200 kg kéo trực tiếp bằng puly vòng chia Ø40 mm. Quán tính quy về motor là 200 × 0,02² = 0,08 kg·m², tức 800 kg·cm², gấp gần 300 lần rotor. Motor có thể kéo được khi chạy rất chậm, nhưng chỉ cần tăng tốc nhanh hoặc dừng gấp là trượt bước, vượt quá vị trí. Thêm cấp giảm tốc 10:1, quán tính quy đổi còn 8 kg·cm², tỉ số về khoảng 3 lần.

Mô-men cần để tăng tốc

Mô-men tăng tốc T = J tổng × α, với α là gia tốc góc (rad/s²). Ở ví dụ dây đai có hộp số 10:1, tổng quán tính trên trục motor khoảng 10,7 kg·cm² (1,07 × 10⁻³ kg·m²); tăng tốc lên 600 vòng/phút (62,8 rad/s) trong 0,2 s cần α ≈ 314 rad/s², mô-men tăng tốc khoảng 0,34 N·m, cộng thêm mô-men ma sát và lực cắt. Tổng này phải so với mô-men còn lại của motor tại 600 vòng/phút trên đường cong mô-men – tốc độ (không phải mô-men giữ), rồi nhân hệ số dự phòng 1,5–2 lần.

Nhận biết nguyên nhân mất bước qua thời điểm xảy ra

• Mất bước ngay khi tăng tốc: gia tốc quá gắt hoặc quán tính quá lớn. Giảm gia tốc trong bộ điều khiển, thêm giảm tốc cơ khí.
• Mất bước ở một dải tốc độ nhất định rồi chạy nhanh hơn lại bình thường: cộng hưởng tầm trung (mid-band). Motor 86 rotor nặng dễ gặp ở khoảng vài vòng đến khoảng mười mấy vòng mỗi giây. Chỉnh tham số chống cộng hưởng của driver, tăng độ chia vi bước, tránh chạy lâu trong dải đó hoặc gắn giảm chấn ở đầu trục sau.
• Mất bước khi chạy đều ở tốc độ cao: mô-men còn lại không đủ. Tăng điện áp nguồn trong giới hạn, đổi sang đấu song song, hoặc dùng motor ngắn hơn có điện cảm thấp hơn.
• Sai vị trí sau khi dừng gấp: tải quán tính đẩy rotor vượt qua vị trí đích; tăng thời gian giảm tốc, kiểm tra khớp nối có bị trượt trên trục hay không.

7. Động cơ bước size 86 gắn hộp số

Ghép động cơ bước size 86 với cấp giảm tốc là cách hiệu quả nhất để vừa tăng mô-men đầu ra, vừa giảm quán tính tải quy về motor theo bình phương tỉ số. Có ba cách thường gặp; kiến thức chung về cấu tạo, độ rơ và chọn hộp số đã có trong bài hộp giảm tốc hành tinh.

a. Hộp số hành tinh mặt bích 86

Hộp số hành tinh cỡ 86 (hoặc cỡ 90 kèm mặt bích chuyển) lắp trực tiếp lên motor qua lỗ vào kẹp trục 12,7 hoặc 14 mm. Tỉ số một cấp thường 3, 4, 5, 7, 10; hai cấp từ 15 đến 100. Độ rơ của loại chính xác vài phút góc, loại thường lớn hơn đáng kể. Điểm cần chú ý nhất là mô-men định mức đầu ra của hộp số: motor 12 N·m qua tỉ số 10:1 cho trên 100 N·m, có thể vượt mức cho phép của hộp số cùng cỡ. Khi đó phải chọn hộp số cỡ lớn hơn, hoặc giới hạn dòng driver để mô-men đầu ra không vượt định mức.

b. Hộp giảm tốc trục vít bánh vít

Hợp với cơ cấu nâng hạ, trục đứng, bàn xoay cần tự hãm một phần khi mất điện. Hiệu suất thấp hơn hộp hành tinh, nhất là ở tỉ số lớn; khả năng tự hãm phụ thuộc tỉ số và rung động, không coi là phanh an toàn.

c. Giảm tốc bằng puly và dây đai răng

Tỉ số 2:1 đến 3:1 bằng puly răng là cách rẻ nhất để giảm quán tính quy đổi và dời motor sang bên cạnh; cần cơ cấu căng đai và tính lực căng lên vòng bi motor.

Tốc độ đầu ra giảm đúng theo tỉ số: motor 86 làm việc tốt dưới khoảng 600–800 vòng/phút, qua hộp số 10:1 chỉ còn 60–80 vòng/phút. Cần cả mô-men lớn lẫn tốc độ ra cao là dấu hiệu nên cân nhắc servo.

8. Khi nào nên thay động cơ bước size 86 bằng servo 750 W – 1,5 kW

Động cơ bước size 86 mạnh ở vùng tốc độ thấp, nhưng mô-men giảm nhanh khi tốc độ tăng. Công suất cơ chỉ là P = T × ω: nếu đường cong của một motor 8,5 N·m cho thấy còn khoảng 3 N·m ở 600 vòng/phút, công suất cơ thực tế chỉ khoảng 190 W, dù thân motor to ngang một servo gần 1 kW. Đây là lý do nhiều máy “lên 86 rồi mà vẫn chậm”.

• Số liệu servo theo mẫu 80SY-M02430 và 110SY-M05030 phổ biến; mỗi hãng có khác biệt nhỏ.
• So sánh mô-men phải đặt ở cùng tốc độ làm việc, không so mô-men giữ của motor bước với mô-men định mức của servo.
• Servo vẫn cần tính tỉ số quán tính và chỉnh độ cứng, chỉ là giới hạn cho phép rộng hơn nhiều so với motor bước.

Nên chuyển sang motor servo 750W hoặc motor servo 1,5kW khi gặp một trong các tình huống sau:

• Cần tốc độ làm việc trên khoảng 600–800 vòng/phút với tải lớn: ví dụ trục X, Y máy CNC router chạy dây đai hoặc thanh răng cần chạy không tải nhanh.
• Cần mô-men đỉnh ngắn hạn: tăng tốc, dừng gấp hoặc lực cắt dao động; servo cho mô-men đỉnh khoảng 3 lần định mức trong thời gian ngắn.
• Không chấp nhận mất bước mà không biết: máy chạy đêm, chi tiết đắt tiền, cơ cấu có thể va chạm.
• Chu kỳ làm việc liên tục: motor 86 tiêu thụ gần như đủ dòng cả khi tải nhẹ và nóng; servo chỉ lấy dòng theo tải.
• Quán tính tải lớn mà không muốn thêm nhiều cấp hộp số.

Ngược lại, giữ động cơ bước size 86 là hợp lý khi máy chạy chậm, tải ổn định, cần giữ lực khi đứng yên và muốn cấu hình đơn giản không phải chỉnh thông số. Bộ motor 86 vòng kín là phương án ở giữa: có phát hiện trượt bước nhưng đặc tính mô-men – tốc độ vẫn của motor bước.

Mặt bích servo khung 80 hoặc 110 không trùng bản vẽ lỗ NEMA 34, trục thường Ø19 mm trở lên, nên cần tấm chuyển và khớp nối mới; bộ điều khiển phát xung/chiều vẫn dùng được, chỉ cài lại số xung mỗi vòng trên driver servo. Phân tích đầy đủ hai công nghệ có ở bài so sánh động cơ bước và động cơ servo, các mức công suất khác xem tại danh mục motor servo.

Khi thay cụm động cơ bước size 86 gắn hộp số bằng servo, phương án thường gặp là servo gắn hộp số hành tinh để vừa có mô-men lớn vừa giữ được tốc độ đầu ra; video sau giới thiệu motor servo lắp hộp giảm tốc hành tinh size 90 và 130.

9. Câu hỏi thường gặp về động cơ bước size 86

• Động cơ bước size 86 và NEMA 34 có lắp lẫn cho nhau được không? Có, nếu cùng bản vẽ lỗ 69,6 mm và gờ định tâm Ø73 mm như phần lớn sản phẩm hiện nay. Khác biệt thường nằm ở đường kính trục (12,7 hay 14 mm), có then hay không và chiều dài thân. Trước khi thay, đo lại trục, kiểm tra khoảng trống phía sau motor và đổi khớp nối nếu trục khác cỡ.
• Động cơ bước size 86 tương đương motor bao nhiêu W? Motor bước không có công suất định mức như motor thường; công suất cơ phụ thuộc vào tốc độ làm việc và điện áp nguồn. Lấy mô-men đọc trên đường cong tại tốc độ cần dùng nhân với tốc độ góc sẽ ra công suất cơ thực tế. Với motor 86 thông dụng và nguồn khoảng 80 V, con số này thường chỉ vài trăm W ở vùng làm việc tốt nhất.
• Driver DM860H có chạy được động cơ bước size 86 dòng 6 A không? Chạy được, nhưng dòng tối đa của driver là 7,2 A đỉnh (khoảng 5,1 A RMS), thấp hơn mức khoảng 8,4 A đỉnh mà motor 4 dây 6 A cần. Motor sẽ mát hơn và mô-men thấp hơn định mức tương ứng. Nếu cần khai thác hết motor, dùng driver dòng ra khoảng 8,2 A.
• Có cấp thẳng điện 220 V vào driver ghi 18–80 VAC không? Tuyệt đối không, driver sẽ hỏng ngay. Driver loại này phải lấy nguồn qua biến áp hạ áp hoặc nguồn DC trong dải cho phép. Muốn dùng điện lưới trực tiếp thì phải chọn driver chuyên cho 220 VAC và motor chịu được điện áp cao.
• Motor 86 loại 8 dây có bị yếu đi khi đấu nối tiếp không? Ở tốc độ thấp thì không, nếu cài đúng dòng cho kiểu nối tiếp, mô-men giữ gần như bằng đấu song song. Điểm yếu chỉ thể hiện ở tốc độ cao, vì điện cảm tăng khoảng 4 lần làm mô-men sụt sớm. Nếu máy chủ yếu chạy chậm và driver dòng nhỏ, đấu nối tiếp là lựa chọn hợp lý.
• Một biến áp có cấp chung cho ba driver động cơ bước size 86 được không? Được, và đây là cách làm phổ biến trên máy CNC. Công suất biến áp tính theo tổng dòng các motor nhân khoảng 50–70% với nguồn tuyến tính, ví dụ ba motor 6 A ở 80 VDC cần biến áp cỡ 800–1.000 VA. Đi dây riêng từ nguồn tới từng driver và đặt cầu chì cho từng nhánh.
• Trục 14 mm có then lắp với puly, khớp nối thế nào cho chắc? Dùng puly hoặc khớp nối có lỗ 14 mm gia công rãnh then đúng bề rộng then trên trục, kết hợp vít chặn ép lên mặt then. Với tải đảo chiều liên tục, khớp nối kẹp (clamping) có rãnh then giữ chắc hơn kiểu chỉ có vít chặn. Không mài bỏ then để lắp puly lỗ trơn, vì vít chặn sẽ làm hằn trục và lỏng dần.
• Gắn hộp số hành tinh 10:1 cho động cơ bước size 86 có lợi gì ngoài tăng mô-men? Quán tính tải nhìn từ motor giảm 100 lần, nhờ đó motor ít mất bước khi tăng giảm tốc và chạy êm hơn. Độ phân giải ở đầu ra cũng mịn hơn 10 lần. Đổi lại, tốc độ đầu ra giảm 10 lần và có thêm độ rơ của hộp số.
• Đổi từ động cơ bước size 86 sang servo có phải thay bộ điều khiển CNC không? Thường là không, vì phần lớn driver servo nhận cùng kiểu tín hiệu xung và chiều như driver bước. Cần cài số xung mỗi vòng trên driver servo cho khớp với bộ điều khiển, đấu thêm tín hiệu báo lỗi về bộ điều khiển và chạy chỉnh độ cứng theo tải. Phần cơ khí cần tấm chuyển mặt bích và khớp nối mới.
• Động cơ bước size 86 ba pha khác loại hai pha thế nào? Loại ba pha có góc bước 1,2°, mô-men êm hơn ở tốc độ thấp và thường đi kèm driver điện áp cao. Motor ba pha phải dùng driver ba pha riêng, không đấu vào driver hai pha được. Loại hai pha phổ biến hơn, dễ tìm motor, driver thay thế.

10. Kết luận

Động cơ bước size 86 (NEMA 34) cho mô-men lớn ở tốc độ thấp với cấu hình điều khiển đơn giản, nhưng chỉ phát huy khi đi đúng bộ: driver đủ dòng và điện áp, nguồn tính theo điện cảm motor, cách đấu 8 dây phù hợp tốc độ, và quán tính tải được kiểm soát bằng giảm tốc cơ khí. Khi máy cần tốc độ cao, mô-men đỉnh hoặc phản hồi vị trí, servo 750 W – 1,5 kW thường là lựa chọn tiếp theo hợp lý hơn việc tăng thêm chiều dài motor bước.