motoare pas cu pas gulioiu.doc

Download Motoare Pas cu Pas gulioiu.doc

If you can't read please download the document

Post on 18-Dec-2015

9 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Motoare Pas cu Pas

ARGUMENTMasinile electrice sunt sisteme tehnice prin care se asigura conversia electromecanica. Masinile electrice sunt folosite pentru producerea energiei electrice, n care caz sunt denumite generatoare electrice, sau pentru transformarea energiei electrice n energiei mecanica, n care caz sunt denumite motoare electrice. Masina convertizoare realizeaza modificarea parametrilor energiei electrice (tensiune, curent, frecventa etc.) prin intermediul energiei mecanice (figura 1). n situatia n care o masina electrica primeste simultan energie electrica si energie mecanica si le transforma n caldura, masina functioneaza n regim de frn.Motorul este o masina care este alimentata cu o anumita energie ( electrica ,energia termica a unui combustibil ) pe care o transforma in energie mecanica. Energia obtinuta este de regula furnizata sub forma unei miscari de rotatie , miscare folosita ulterior pentru antrenarea autovehiculelor , altor mijloace de transport terestru , navale sau aeriene , a masinilor-unelte si a numeroase aparate de uz casnic

In prezent folosim doua tipuri de motoare : motoare electrice ( alimentate cu curent electric ) si motoare termice ( alimentate cu combustibili lichizi , gazosi si uneori solizi ). Ambele tipuri de motoare produc energie mecanica. In functie de modul in care energia de alimentare ajunge la motoare se stabileste si domeniul de utilizare al acestora . Motoarele electrice sunt folosite in special acolo unde energia electrica poate fi adusa prin intermediul retelelor electrice : locuinte, masini-unelte, unele mijloace de transport alimentate prin cablu de contact ( tramvaie, troleibuze, metrou, calea ferata )

Motorul pas cu pas (MPP) este un convertor electromecanic care realizeaz transformarea unui tren de impulsuri digitale ntr-o micare proporional a axului su. Micarea rotorului MPP const din deplasri unghiulare discrete, succesive, de mrimi egale i care reprezint paii motorului. n cazul unei funcionri corecte, numrul pailor efectuai trebuie s corespund cu numrul impulsurilor de comand aplicate fazelor motorului. Deplasarea unghiular total, constituit dintr-un numr de pai egal cu numrul de impulsuri de comand aplicat pe fazele motorului, determin poziia final a rotorului. Aceast poziie se pstreaz, adic este memorat, pn la aplicarea unui nou impuls de comand. Proprietatea de univocitate a conversiei impulsuri deplasare, asociat cu aceea de memorare a poziiei, fac din MPP un excelent element de execuie, integrat n sistemele de reglare a poziiei n circuit deschis. MPP mai prezint proprietatea de a putea intra n sincronism fa de impulsurile de comand chiar din stare de repaus, funcionnd fr alunecare, frnarea efectundu-se, de asemenea, fr ieirea din sincronism. Datorit acestui fapt se asigur porniri, opriri si reversri brute fr pierderi de pai n tot domeniul de lucru.

Viteza unui MPP poate fi reglat n limite largi prin modificarea frecvenei impulsurilor de intrare. Astfel, dac pasul unghiular al motorului este 1,8 numrul de impulsuri necesare efecturii unei rotaii complete este 200, iar pentru un semnal de intrare cu frecvena de 400 impulsuri pe secund turaia motorului este de 120 rotaii pe minut. MPP pot lucra pn la frecvene de 1000 - 20000 pai / secund, avnd pai unghiulari cuprini ntre 180 si 0,3 . Aplicaiile acestora sunt limitate la situaiile n care nu se cer puteri mari (puteri uzuale cuprinse ntre domeniile microwailor si kilowailor). MPP sunt utilizate n aplicaii de mic putere, caracterizate de micri rapide, precise, repetabile: plotere x-y, uniti de disc flexibil, deplasarea capului de imprimare la imprimante serie, acionarea mecanismelor de orientare si prehensiune la roboti, deplasarea axial a elementelor sistemelor optice, mese de poziionare 2D pentru mainile de gurit etc.

MPP sunt de mai multe feluri: rotative sau liniare, numrul nfurrilor de comand variind ntre unu si cinci. Din punct de vedere al construciei circuitului magnetic sunt trei tipuri principale:

a. cu reluctan variabil (de tip reactiv);

b. cu magnet permanent (de tip activ);

c. hibride.

CAPITOLUL I

NOIUNI GENERALE1.1. Sistemele de acionare

Prin element de acionare electric se nelege un motor electric ce urmrete un semnal de comand (acest semnal poate fi tensiune electric sau curent electric), pe care l transform ntr-un semnal mecanic (deplasare liniar/unghiular sau vitez liniar/unghiular) pentru a obine un randament energetic.

Pentru microacionri, elementul de acionare (motorul electric) are n plus proprietatea de a fi un convertor electro-mecanic ~ s respecte proporionalitatea ntre mrimea electric de comand i mrimea mecanic de ieire (semnalul de ieire).

Sistemele de acionare sunt compuse dintr-un element de acionare, dintr-un dispozitiv de lucru (mecanism acionat) i traductorul de vitez i / sau poziie. Acestea reprezint totalitatea elementelor din componena dispozitivelor de lucru i a instalaiilor, care asigur micarea elementelor conductoare dup o anumit lege n conformitate cu funciile stabilite pentru aceste elemente.

O caracteristic a elementelor de acionare o reprezint reversibilitatea (elementul de acionare poate funciona att n regim de motor ct i n regim de generator).

Din punct de vedere energetic un sistem de acionare transform energia primit de la o surs de energie primar, n lucru mecanic util, pe care apoi l furnizeaz mecanismelor acionate. Transmiterea se face prin intermediul arborilor pentru micarea de rotaie, sau prin intermediul tijelor pentru micarea de translaie alternativ.

1.2. Clasificare:

Marea majoritate a elementelor de acionare funcioneaz n trei regimuri, i anume:

Regim de motor (primete energie electric i cedeaz sistemului acionat energie de natur mecanic);

Regim de generator (are o comportare exact opus dect cea din regimul de motor);

Regim de generator (are o comportare exact opus dect cea din regimul de motor);

Regim de frn electric (primete att energie electric ct i energie de natur mecanic pe care le transform n cldur).

1.3. Avantajele actionarii electrice:

2. Disponibilitate de energie mare, care poate fi stocat pe termen lung.

3. Fluxul de putere electric, se preteaz cel mai bine la automatizri, ceea ce duce la obinerea unor performante maxime n funcionare.

4. Pot fi comandate de la distan.

5. Este constituit din elemente modularizate, tipizate care se preteaz miniaturizrii.

6. Randamentul acestor tipuri de acionri este mult mai mare dect la celelalte tipuri de acionri.

7. Sunt silenioase i fiabile.

8. Reglarea vitezei se face ntr-un raport foarte mare 10.000 : 1, performan care este mult superioar celorlalte tipuri de acionri.

9. Timpul de rspuns la motoarele electrice speciale utilizate pentru automatizri sunt net superioare celorlalte tipuri de acionri.1.4. Dezavantajele actionarii electrice:1. nclzirea motorului, care apare datorit intensitii mari a curentului care este absorbit, ceea ce duce la modificarea celorlali parametrii. De aceea comanda motorului trebuie fcut astfel nct s se evite nclzirea. Acest fenomen de nclzire apare n mod special n regimurile tranzitorii de funcionare (pornire i oprire).

2. Puterea motorului raportat la unitatea de volum este mai mic n comparaie cu alte tipuri de acionri.

3. Momentele de inerie generate n regimul tranzitoriu de funcionare al motorului sunt mai mari la acionrile electrice n comparaie cu alte tipuri de acionri (unele motoare de construcie special elimin acest dezavantaj).

4. Caracteristica mecanic moment turaie este n general descresctoare la acionrile de tip electric (la Motorul Pas cu Pas descrete destul de mult).

CAPITOLUL II

CONSTRUCIA I FUNCIONAREA MOTOARELOR PAS CU PAS

Motorul electric pas cu pas (MPP) este un convertor electromecanic care realizeaz conversia impulsurilor de comand aplicate fazelor motorului ntr-o micare de rotaie ce const din deplasri unghiulare discrete de mrime egal i care reprezint paii motorului. Numrul pailor efectuai trebuie s corespund, n cazul unei funcionri corecte cu numrul impulsurilor de comand aplicate fazelor motorului.

Majoritatea motoarelor electrice pas cu pas sunt bidirecionale i permit o accelerare, oprire i reversare rapid fr pierderi de pai, dac sunt comandate cu o frecven inferioar frecvenei limit corespunztoare regimului respectiv de funcionare. Pentru extinderea funcionrii motoarelor pas cu pas la viteze mai mari dect viteza corespunztoare frecvenei limit, este necesar o accelerare prin creterea treptat a frecvenei impulsurilor de comand.

MPP sunt utilizate n special n aplicaiile unde se dorete realizarea unei micri incrementale folosind sisteme de comand numeric.

Dezvoltarea relativ recent a MPP precum i interesul manifestat fa de aceste motoare au determinat dezvoltarea unei game largi de tipuri de MPP.2.1. Clasificarea motoarelor pas cu pas:

Motoare cu bobine pe stator; Cu magnet permanent n rotor; Cu magnet permanent n stator; Cu reluctan variabil; Cu magnet permanent i reluctan variabil (hibrid); Electromecanic.O clasificare a motoarelor pas cu pas se poate face n funcie de construcia circuitului magnetic i de numrul nfurrilor de comand. Astfel se disting:

a) motoare pas cu pas de tip reactiv (cu reluctan variabil) cu rotorul fr nfurri, cu un numr de poli sau dini ce difer puin fa de cel a statorului. Acest motor posed cuplu sczut, unghi de pas mic i viteze mari (de ordinul 20.000 pai/s);b) motoare pas cu pas de tip activ, la care apar pe rotor magnei permaneni sau electromagnei. Motoarele pas cu pas pot avea unul sau mai multe statoare cu nfurri de comand concentrate sau distribuite. Aceste motoare posed un cuplu ridicat unghi de pas mare i viteze de ordinul a 3