Appunti Tecnologie per l'automazione e la robotica sul brushless

il

I ore

o TE

LE N

CORRENTI SULLE

SPIRE

HANNO

VERSO LE

OPPOSTO

RISPETTO

ALLA CORRENTI SULLE Hanno

SPIRE

il campo invertito

ha la polarità

sua verso opposto rispetto alla

Il campo invertito

ha la polarità

sua

1 ON 2,3 4 OFF

30N DEI

TRANSISTOR

20N OFF

1,3 4

4 OFF

ON 1 2,3

Nel circuito di pilotaggio possono essere presenti anche dei diodi, detti diodi di libera circolazione,

e vengono introdotti per cortocircuitare l’energia immagazzinata della induttanze del motore, in

modo da avere una buona commutazione anche a velocità alte. I diodi richiudono sull’alimentazione

le correnti degli avvolgimenti quando i transistor vengono bruscamente interdetti.

C

Confronto C

a

motori

con ROTORE

teeth

torrenti

FASE

DI

SCINTILLIO

ELIMINAZIONE

O µ

Motori Passo Passo

I motori passo passo, detti anche step motors, vengono utilizzati per le basse potenze. Sono stati

pensati per moti incrementali e per questo motivo non ci sono sensori di posizione per misurare la

posizione assoluta (come nei brushless). Anche questo tipo di motori sono caratterizzati

dall’assenza delle spazzole per la commutazione.

L’ingresso per i motori passo passo è una serie di impulsi e la velocità di rotazione dipende soltanto

dalla frequenza degli impulsi di controllo; questi impulsi vengono convertiti in spostamenti

meccanici programmati. Rotore

INDUTTORE

CAMPO

In particolare i motori passo passo sono composti da: STATORE

INDOTTO

CAMPO etz

Tipologie di motori passo passo

di

principio FUNZIONAMENTO l'avvolgimento

alimentato

è

se allora

di l'alberosi

statore

verso

rivolge questo

Motori passo passo unipolari: hanno il vantaggio di essere più facili da controllare, sono chiamati

così perché, avendo un doppio avvolgimento, non occorre invertire la polarità di alimentazione. Gli

spo

alimentatori unipolari sono caratterizzati dal fatto che ogni avvolgimento è munito di una presa

on

centrale che viene collegata ad un polo della sorgente di alimentazione. La direzione della corrente

metro

nell’avvolgimento dipende da quale dei due terminali dell’avvolgimento stesso è collegato all’altro

polo della sorgente di alimentazione. Le due parti degli avvolgimenti unipolari sono collegati in

parallelo.

Motori passo passo bipolari: hanno lo svantaggio che nei due avvolgimenti bisogna far scorrere

corrente sia in un verso sia nell’altro: per far ruotare il rotore , occorre invertire la polarità

seu

d’alimentazione delle loro bobine. Le coppie delle bobine sono sprovviste di presa centrale.

Et

L’inversione della direzione della corrente negli avvolgimenti si ottiene scambiando entrambe le

Tzunami

polarità della tensione di alimentazione applicate ai terminali degli avvolgimenti stessi.

È

mitili y Isamu

us BIPOLARE

una

UNIPOLARE

Schema di principio

Si possono avere le seguenti sequenze di eccitazione:

• One phase on full step: è il sistema base di funzionamento; con esso la corrente è applicata ad

una sola delle fasi alla volta. È Pari

PASSO

IL 90

A

• Two phase on full step: la corrente è applicata contemporaneamente a due fasi. In questo modo il

rotore è trattenuto in posizioni di equilibrio intermedie a quelle tipiche del funzionamento

precedente. È 900

SEMPRE

PASSO

IL DEL

POSIZIONE

LA

MA È INTERMEDIA

ROTORE

• Half step: il numero di passi disponibili per un certo motore raddoppia. È PARI

PASSO

IL 450

A

Per ridurre ulteriormente il passo del motore senza aumentare il numero delle fasi, si possono

utilizzare rotori con più coppie polari: con una macchina con una sola coppia di poli devo avere una

sola bobina per fase. Per una macchina a due coppie di poli si devono avere due bobine per fase (p

coppie di poli implicano p bobine per fase collegate in serie). polari

IN coppie

36012

POLARI IL

HO COPPIE

BOBINE 2

E

es 4 4

p

vale

MOTORE

Passo del a BGII.EE

EErasisonod

Parametri importanti per il motore passo passo

• Coppia statica: con una fase eccitata, per spostare il rotore occorre applicare una coppia esterna,

in quanto lo spostamento genera una coppia che tende a riportare il rotore nella posizione di

equilibrio. Viene detta coppia statica, o di mantenimento, o di tenuta, o di richiamo. Il suo

andamento è sinusoidale

rFENONEccitt LT

• Coppia residua: se non si invia corrente allo statore, è il magnete del rotore a sviluppare una

g

coppia residua che tende a mantenere il rotore nella posizione di equilibrio; anche questa coppia

ha un andamento sinusoidale e ha un periodo pari al passo del motore. DI TENUTA

COPPIA

Residua

YOPPIA

• Comportamento dinamico del motore in rotazione continua: coppia erogata

La coppia massima utilizzabile in regime dinamico è quella corrispondente ad un angolo di

ritardo di 45 gradi (angolo di carico), cioè alla commutazione quando il rotore si trova in posizione

intermedia fra due posizioni di equilibrio.

µ