Guida Sui Motori Passo Passo o Stepper

NE555   Semplice Guida che Illustra il Funzionamento dei Motori Passo Passo o Stepper e Inoltre Illustra le Tensioni e i Segnali per Pilotare Questi Motori…


 
 
 
 




 

INTRO

Un motore passo passo è un motore elettrico senza spazzole in qui la rotazione è divisa in un numero di passi. Si può quindi decidere la posizione dal numero di passi che vengono fatti dal motore, il vantaggio è che non servono encoder ottici per sapere la posizione se il motore è ben dimensionato per l’applicazione.

 

COME E’ FATTO

Verrà ora illustrato in breve come è fatto internamente un motore passo passo, al fine di comprendere meglio il perché  delle forme d’onda di controllo. Generalmente, un motore passo passo, consiste in un rotore che può essere a magnete permanente o a induzione, nel primo caso vi sono magneti orientati in modo opportuno sul rotore, che è l’elemento che ruota, nel secondo caso il campo magnetico è creato da un altro campo magnetico. L’altro elemento è lo statore, sul quale è avvolta una spira per generare un campo magnetico. Si avrà:

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Si fa variare il campo magneti dello statore, automaticamente, il rotore si allinea con il campo magnetico e quindi, se si fa variare in modo opportuno il campo magnetico, si può far ruotare il rotore. Supponiamo che il rotore è orientato come in figura, se sulla parte alta dello statore A vi è un polo sud e sulla parte destra dello statore B vi è un campo nord, automaticamente il rotore compie una rotazione di 45 gradi in senso orario. Poi se si fa variare di nuovo il campo, portando il nord sulla parte inferiore dello statore A e il polo sud sul lato destro dello statore B allora il rotore compie altri 45 gradi in senso orario.

Il sistema in figura è un sistema a 2 poli, poco efficiente, in realtà vi sono sistemi a più poli, in modo tale da compiere passi di minori gradi, ad esempio 15 gradi ed avere efficienza migliore.

Esistono anche motori detti unipolari, in cui si hanno avvolgimenti a presa centrale.

Un motore a più poli è così fatto:

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In realtà vi sono solo due avvolgimenti che vengono ripetuti su più poli e il rotore ha una serie di polarità alternate:

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FORME D’ONDA DI CONTROLLO

Analizziamo le forme d’onda di controllo per azionare un motore bipolare a due avvolgimento, come quello della figura sovrastante. Si analizza questo tipo di motore visto che ha una coppia maggiore. Vi sono tre modalità di controllo principale:

  • Wave drive: con questa tipologia di driving solo una bobina alla volta è alimentata, di conseguenza questa modalità ha poca coppia ed è di conseguenza poco utilizzata. Nella figura sottostante vi sono le forme d’onda per questa modalità, in particolare per compiere due passi:

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  • Full step drive: Questa modalità garantisce la massima coppia. Di seguito la forma d’onda per eseguire uno step.

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  • Half step drive: Questa modalità alterna fasi temporali in cui una bobina è attiva e in qui ve ne sono due attive. Questa modalità garantisce una maggiore risoluzione. Per compiere un singolo passo il segnale è il seguente:

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LA COPPIA DEI MOTORI

La coppia indica la potenza del motore, ed essa dipende dalla velocità. Nei motori passo passo la velocità dipende dalla frequenza del segnale di controllo, quindi non si può pensare di avere frequenza elevata per avere elevata velocità. Vi sarà una frequenza massima che per alcuni motori è ad esempio per un motore sotto esame è 50Hz. Il grafico della coppia in funzione della frequenza è il seguente per un motore passo passo:

NE555   Come si può notare e come detto prima la modalità bipolare garantisce una coppia maggiore della modalità unipolare. Tra le due migliori soluzioni di controllo, la modalità full step  garantisce una coppia maggiore però ha punti in cui la frequenza è bassa o nulla nell’intervallo di frequenze di funzionamento. La modalità half step invece ha una coppia in funzione della frequenza più lineare in banda di funzionamento. Tutte e due le modalità hanno una frequenza massima di funzionamento al di sopra della quale, la coppia decresce velocemente.

 





 

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Guida Sui Motori Passo Passo o Stepper ultima modifica: 2016-03-30T09:59:25+00:00 da ne555

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