Motore passo passo

Tipi di motori passo-passo. In base alla tipologia costruttiva i motori passo-passo sono: a magnete permanente, a riluttanza variabile e ibridi.

A magneti permanenti

Wave mode Nella modalità a una fase per volta (wave drive mode) il motore in una certo istante, ha una sola fase alimentata per volta. Il passo 1 ha la sola fase AA’ del semistatore superiore alimentata la quale, nel verso di corrente da A verso A’, per il senso di avvolgimento realizzato, produce un campo magnetico con i poli come in figura: il rotore si allinea necessariamente con i poli di nome opposto.

Finché non si alimenta un’altra fase il rotore permarrà nella posizione raggiunta. Questa rotazione rappresenta il passo del motore o step. Al passo 2 è alimentata la sola fase BB’del semistatore inferiore, la corrente è nel verso B-B’, il campo magnetico di statore ruota di 45° in senso orario. Anche il rotore allinea il proprio campo in modo che si affaccino poli opposti.

Azionamento a due fasi alla volta (normal drive mode) In questo modo il rotore non si posizionerà più tra le due espansioni ma a metà tra l’espansione del semistatore superiore e l’espansione del semistatore inferiore. Con questo azionamento si ha un notevole incremento della coppia, visto che il campo magnetico ora è generato da due bobine, ed un moto più regolare.

Azionamento a mezzo passo. Nell’azionamento a mezzo passo (schema 3) il motore viene pilotato alternativamente a una e a due fasi alla volta dimezzando l’angolo di passo. Per il primo passo, come per l’azionamento a fase singola, viene attivata la fase A. Il secondo passo si ha attivando la fase A e B. In questo modo si avrà uno spostamento di metà passo(22,5°). Successivamente verrà disattivata la fase A lasciando attiva B. Nella passo successivo, non rappresentato, si mantiene inalterata B, mentre A è alimentata in verso opposto al passo 1. Si procederà così per l’intero giro.

Half step Come si può intuire però con questo azionamento si ha una coppia irregolare che va da un massimo dato dall’attivazione di due fasi a un minimo dato da una fase sola.

Il motore a riluttanza variabile Il motore a riluttanza variabile consente di risolvere, almeno in parte alle limitazioni di velocità del motore passo-passo a magnete permanente. I motori a riluttanza variabile hanno il rotore in ferro dolce che presenta un numero differente di espansioni polari o denti rispetto a quelle dello statore. Con questo accorgimento il rotore ruota in modo da rendere minima la resistenza (riluttanza) al campo magnetico generato dallo statore

Il motore a riluttanza variabile Per diminuire l’angolo di passo è possibile costruire dei motori con un numero elevato di denti, in figura è visualizzato un motore a 4 fasi con 50 denti di rotore, in questo caso il numero di passi è 200 e l’angolo di passo è 1,8°. In generale il numero di passi è:dove m è il numero di fasi e Nr è il numero di denti.

Il motore passo passo ibrido Prendendo i pregi dei due tipi di motore appena visti si è realizzato il motore ibrido. Come dice il nome, questo motore è una via di mezzo tra i due tipi: ha il rotore costituito da un magnete permanente sul quale sono posizionate delle espansioni polari in ferro dolce.

Motori unipolari e bipolari

Unipolare: una fase

Unipolare half step

Motori bipolari

Bipolari una fase la volta

Bipolare half step

Caratteristica pull in pull out

Perdita sincronismo