Acționări Electrice

1. Consideratii teoretice

Motorul pas cu pas (denumit uneori si motor sincron cu impulsuri), transforma impulsurile electrice de tensiune in deplasari unghiulare discrete. La primirea unui impuls rotorul motorului isi schimba pozitia cu unghi bine precizat, functie de impuls. Unghiul minim de deplasare al rotorului este denumit pas. Motoarele pas cu pas permit realizarea unor sisteme auotmate de tip discret care nu au nevoie de legaturi inverse, deoarece stabilesc o corespondenta directa riguros univoca intre informatia primita si deplesarea unghiulara realizata.

ACTIONAREA CU MOTOARE PAS CU PAS

Generalitati (constructie si functionare, clasificare, definitii)

Motorul electric pas cu pas (MPP) este un convertor electromecanic care realizeaza conversia impulsurilor de comanda aplicate fazelor motorului intr-o miscare de rotatie ce consta din deplasari unghiulare discrete, de marime egala care reprezinta pasii motorului. Numarul pasilor efectuati trebuie sa corespunda, in cazul unei functionari corecte, cu numarul impulsurilor de comanda aplicate fazelor motorului.

Majoritatea MPP sunt bidirectionale si permit o accelerare, oprire si inversare rapida fara pierderi de pasi, daca sunt comandate cu o frecventa inferioara frecventei limita corespunzatoare regimului respectiv de functionare. Pentru extinderea functionarii motoarelor pas cu pas la viteze mai mari decat viteza corespunzatoare frecventei limita, este necesara o accelerare prin cresterea treptata a frecventei impulsurilor de comanda.

MPP sunt utilizate in special in aplicatiile unde se doreste realizarea unei miscari incrementale, folosind sisteme de comanda numerica.

Avantajele utilizarii MPP sunt urmatoarele:

- asigura univocitatea conversiei impuls-deplasare si pot fi utilizate in circuit deschis;

- gama larga de frecvente de comanda;

- precizie si rezolutie (numar de pasi pe rotatie) mari, ceea ce simplifica lantul cinematic motor-sarcina;

- permit porniri, opriri, inversari, fara pierderi de pasi;

- memoreaza pozitia;

- sunt compatibile cu tehnica numerica.

Dezavantajele utilizarii MPP sunt:

- unghi de pas, deci increment de rotatie, de valoare fixa pentru un motor dat;

- randament scazut;

- capacitate limitata in ceea ce priveste actionarea unor sarcini cu inertie mare;

- viteza de rotatie relativ scazuta;

- necesita o schema de comanda adaptata la tipul constructiv respectiv si relativ complexa, pentru asigurarea unei functionari la viteze mari.

Dezvoltarea relativ recenta a MPP, precum si interesul manifestat fata de aceste motoare au determinat dezvoltarea unei game largi de tipuri de MPP.

1. Clasificarea constructiva a motoarelor pas cu pas

Din punct de vedere constructiv, MPP poate fi de tipul: solenoidal, cu reluctanta variabila, cu magnet permanent in stator, cu magnet permanent in rotor, cu magnet permanent si reluctanta variabila (hibrid), electromecanic sau, pentru cupluri mai mari, electro-hidraulic. Acesta reprezinta o combinatie intre un MPP si un amplificator hidraulic.

1.1 MPP de tip solenoidal

Consta intr-un electromagnet care pune in miscare o armatura mobila, ce este legata cinematic cu un cuplaj de sens unic. Cuplajul de sens unic poate fi cu bile sau cu mecanism cu clichet.

Avantajele acestui motor sunt :

- dezvolta un cuplu relativ mare;

- la efectuarea pasului nu apar oscilatii;

- nu necesita alimentarea infasurarilor pentru crearea cuplului de mentinere.=

Dezavantaje:

- are o functionare zgomotoasa;

- frecventa de executie a pasilor este redusa

- prezinta uzura a pieselor in miscare;

- motorul este unidirectional.

1.2 MPP cu reluctanta variabila

In aceasta categorie exista doua tipuri de baza : MPP cu o singura unitate stator-rotor si MPP cu mai multe unitati stator-rotor .

MPP cu reluctanta variabila are o larga utilizare si se caracterizeaza prin urmatoarele avantaje:

- seccventa maxima de comanda atinge limite relativ mari si deci se pot realiza viteze mari;

- constructie mecanica simpla;

- poate fi realizat pentru o gama larga de unghiuri de pas;

- este bidirectional, deci are un numar de faze mai mare sau egal cu trei;

Dezavantajele MPP cu reluctanta variabila sunt:

- nu memoreaza pozitia si nu dezvolta cuplu electromagnetic in lipsa curentului de comanda din fazele statorice;

- in cazul alimentarii in secventa simpla (o singura faza alimentata la un moment dat) si in lipsa unui cuplu de frecare, rotorul efectueaza unghiul de pas cu oscilatii importante.

MPP se pot executa cu rezistente mici sau cu rezistente mari ale infasurarilor fazelor, fiecare caz in parte avand anumite avantaje si dezavantaje, in functie de cazul concret de utilizare.

MPP cu rezistenta pe faza marita prezinta urmatoarele avantaje:

- dispozitivul electronic de comanda este mai simplu si deci mai ieftin;

- constanta de timp a fazelor, egala cu raportul L/R, este mai mica, ceea ce permite o functionare la frecvente de comanda mai mari;

- greutatea motorului este mai mica.