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Motori ibridi

Un altro tipo di motore passo passo che ha un magnete permanente nel rotore è il motore ibrido. Il termine ibrido deriva dal fatto che esso opera combinando i principi di funzionamento dei motori a magnete permanente e a riluttanza variabile, in modo da avere un piccolo angolo di passo ed un'elevata coppia con dimensioni ridotte.

La struttura dello statore è molto simile a quella dei motori VR, mentre il rotore ha caratteristiche molto particolari. Un magnete cilindrico giace sul rotore e viene polarizzato opportunamente in modo da produrre un campo unipolare come mostrato in fig.2.12. I due poli del magnete hanno il perimetro esterno separato e ricoperto da denti in acciaio dolce. I denti dei perimetri esterni dei poli non sono allineati, ma sono traslati di una lunghezza pari a mezzo dente.

Figure 2.12: Campo magnetico in un motore ibrido

Motori a due fasi. Si caratterizza il funzionamento di un motore a due fasi: gli avvolgimenti del polo 1 e del polo 3 sono collegati in serie e formano la fase A, analogamente gli avvolgimenti del polo 2 e del polo 4 formano la fase B come mostrato in fig.2.13.

Figure 2.13: Statore di un motore ibrido

Si illustra ora la sequenza di eccitazione del motore meglio conosciuta come eccitazione con una sola fase attiva. Nel primo stato i poli della fase A sono eccitati, i denti del polo 1 attraggono alcuni poli nord del rotore, mentre i denti del polo 3 si allineano con i poli sud più vicini. A questo punto si disabilita la fase A e si eccita la fase B, il rotore si sposta di un quarto di dente per permettere gli allineamenti come nello stato precedente. Per spostarsi nello stato 3 si eccita nuovamente la fase A con polarità opposta, il rotore compie un altro spostamento della stessa lunghezza di quello precedente; gli allineamenti dei denti avvengono con polarità magnetica opposta rispetto allo stato 1. Quando si eccita nuovamente la fase B con polarità opposta lo spostamento di un quarto di dente porta nello stato 4.

Il motore a due fasi più usato è quello a 200 passi a giro il cui statore ha 8 poli perché la coppia originata è simmetrica rispetto alla superficie del rotore.

Motori a tre e cinque fasi. Il motore passo passo di tipo ibrido a tre fasi non è popolare come quello a spazzole in alternata, ma è ugualmente usato in alcune applicazioni. Lo statore è simile a quello di fig.2.1, mentre il rotore è quello tipico di un motore ibrido. Il motore a cinque fasi è molto costoso rispetto a quello a due fasi, ma è notevolmente superiore dal punto di vista delle prestazioni dinamiche. Se è necessario aumentare la coppia si può utilizzare un motore con modulo multiplo.

Il motore a tre fasi è utilizzato in applicazioni in cui sia necessario il controllo di posizione in catena aperta, ed in questo caso il posizionamento finale è fatto utilizzando un sensore di posizione.

Per le applicazioni in catena aperta i motori a tre fasi possono raggiungere i trecento passi a giro, mentre quelli a cinque fasi raggiungono anche i mille passi a giro.


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Marco Delaurenti
1999-06-25