Il motorino Passo-Passo

[LucaB]

Ciao a tutti, avendo trovato un pò di tempo, riprendo un pò
questa interessante discussione portata avanti da gianmario e tode per approfondire il discorso sui motorini passo-passo.

Cominciamo a dire che in questo mondo, le tipologie di questi motorini sono molteplici:
a riluttanza variabile, ibridi, can-stak, a disco, a magnete permanente; poi per struttura possono essere:
· Monofilari detti anche bipolari, riconoscibili per avere in uscita 4 o 6 cavi dipendenti dal numero delle fasi, quindi 2 terminali per fase
· Bifilari, denominati anche unipolari, riconoscibili per avere in uscita 5 o 6 cavi.

Per adesso prenderemo in esame un motorino a magneti permanenti monofilare 4 pin cercando di schematizzarlo.

Struttura.png

Prima di vederne il funzionamento, per maggior loro comprensione, cerchiamo di comprendere un pò un fenomeno di nome magnetismo.

Magnete permanente.png

Qui rappresentiamo un magnete, dove si possono notare le linee di forza che escono dal lato o polo nord e rientrano nel polo sud.
Possiamo rappresentare ulteriormente queste linee di forza come piccoli magneti rappresentati nella figura sottostante.

Magnete permanente 3.png

Adesso diamo un’occhiata cosa succede se avviciniamo due magneti permanenti tra loro.

Forze del magnete permante.png

Qui l’immagine non ha bisogno di commenti.

Visto questo adesso lasciamo le nostre calamite e vediamo cosa succede lungo un cavo quando facciamo scorrere una corrente elettrica.

Linee di forza lungo un cavo elettrico.png

Si può notare che attorno a questo cavo si formano delle linee di forza con verso ben definito dalla direzione della corrente elettrica, e più precisamente queste linee assumono un verso destrorso se noi ci poniamo in direzione del flusso della corrente.

Ora prendiamo questo cavo e avvolgiamolo in senso orario formando delle spire, noteremo che le linee di forza avranno un verso diretto nel senso della corrente.

Campo magnetico di un solenoide.png

Viceversa se alle nostre spire facciamo compiere un’avvitamento sinistrorso le linee di forza magnetiche assumeranno un verso contrario a quello descritto in precedenza

Campo magnetico di un solenoide 2.png

Appreso queste semplici basi sul magnetismo ed elettro magnetismo, passiamo al funzionamento di ciò che ci interessa, il motorino passo-passo.

Funzionamento e comando di un motorino passo passo
Gli esempi che seguono sono riferiti ad un motorino passo-passo monofilare detto anche bipolare

1.png

In questo caso abbiamo dato tensione positiva alla fase A+, avendo le spire avvolte in senso antioario avremo creato un campo magnetico con direzione opposta al verso della corrente e di conseguenza il lato Nord del rotore si allineerà con il lato Sud dello statore e viceversa.

Vediamo adesso come poter far compiere una rotazione al nostro motorino preso in esame.

2.png

Al motorino è stata tolta tensione ai capi dell’avvolgimento A e fornita tensione positiva ai capi dell’ avvolgimento B+, in questo modo il rotore ha compiuto un passo o step (Rotazione di 90°)

In seguito le altre fasi di comando per far girare il motorino.

3.png

4.png

Quì abbiamo un caso dove viene data tensione ad entrambi gli avvolgimenti e il rotore compie mezzo passo.

Negli esempi soprastanti si sono visti esempi con motorini passo-passo con rotore a due poli, da tenere presente che il rotore potrebbe anche essere con più di due espansioni polari, per esempio se avessimo un rotore a 6 poli, i passi al posto di avere un’ampiezza di 90°, sarebbero di soli 30°, ecco qui un’esempio:

Rotore a 6 poli.png

Tipologie di comando di un motorino passo passo monofilare
Tre sono le tipologie di comando di un motorino passo passo:
· Eccitazione a fase singola
· Eccitazione a due fasi
· Eccitazione a micropassi

Eccitazione a fase singola.png

Il rotore se a due poli, compie una rotazione di 90° per ogni cambiamento di stato della tensione su di ogni avvolgimento

Eccitazione a due fasi.png

In questo caso il comando fa posizionare il polo del rotore a metà dei due avvolgimenti dello statore vedi esempio di fig.4, per ogni passo il rotore se a 2 poli compie una rotazione di 90°

Eccitazione a mezzo step.png

Questa è un comando che combina un’eccitazione a doppia fase con uno a fase singola, in questo caso ad ogni variazione di tensione su di uno statore, il rotore, se a due poli, compie una rotazione di 45°.

Eccitazione a micropassi.png

Questo è un’esempio di comando a microstep, per l’esattezza quattro micropassi per passo, ma nella realtà si possono trovare comandi formati da 4 a oltre 200 micropassi per passo.

Adesso proseguiamo con il controllo del motorino minimo su di una vettura

Comando di un motorino minimo su IAW 16F di Fiat Punto mod.176.

Key on.png

Key on, il motorino arretra, apre il passaggio d’aria

Chiusura by-pass.png

Motore avviato calano i giri si chiude il passaggio d’aria.
Mentre per l’apertura la sequenza partiva con corrente positiva su ChB, per la chiusura si parte con corrente positiva su ChC.

Nessuna variazione di giri.png

Questo è un comando che non fa ruotare il motorino passo-passo

Key off.png

Questo è quello che accade al Key off

Fine della discussione spero che non vi siate annoiati, se qualcuno ha qualche altra curiosità o visto qualche sbaglio nelle delucidazioni soprastanti lo faccia pure presente così ne parliamo.

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