motorul pas cu pas

Download Motorul Pas Cu Pas

Post on 16-Oct-2015

102 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Masini si actionari electrice , motoare cu destinatii speciale .

TRANSCRIPT

  • 1

    UNIVERSITATEA DIN ORADEA

    FACULTATEA DE INGINERIE ENERGETICA SI MANAGEMENTUL

    INDUSTRIAL

    SPECIALIZAREA: INGINERIA SISTEMELOR ELECTROENERGETICE

    DISCIPLINA:

    MAINI SI ACIONRI ELECTRICE

    TEM REFERAT: MAINA PAS CU

    PAS

    COORDONATOR: .l. ing. Mihnea Cmpan STUDENT COCI PETRE-FLORIN

    ORADEA-2014

  • 2

    CUPRINS

    I.Introducere ................................................................... 3 II. Aplicatii ale motoarelor pas cu pas: .......................... 4

    1) Motor pas cu pas de tip solenoidal ........................... 4 2) Motor pas cu pas cu reluctan variabil .................. 4

    III.Motoarele pas cu pas cu reluctan variabil ............. 5 a) Motor pas cu pas cu magnet permanent n stator ..... 5 b) Motor pas cu pas cu magnet permanent n rotor ...... 6 c) Motor pas cu pas hibrid, cu magnet permanent i reluctan ...................................................................... 6 d) Motor pas cu pas de tip electromecanic ................... 6 e) Motoare pas cu pas electrohidraulice ....................... 6

    IV. Avantajele si dezavantajele folosirii MPP : ................ 6 V. Constructia si functionarea MPP ................................ 7

    Partile componente ale motoarelor pas cu pas ............. 9 VI.Circuite de comanda pentru MPP ............................ 11 VII .Marimii caracteristice ale MPP ............................. 12 VIII.Bibliografie : ......................................................... 14

  • 3

    I.Introducere

    Motorul pas cu pas este un convertor ce transform un tren de impulsuri de comand ntr-o micare de rotaie, proporional cu comanda primit. Micarea de rotaie a motorului pas cu pas este de fapt o succesiune de micri de rotaie unghiulare dictate de trenul de comand primit. Dac nu mai este aplicat nici un tren de comand motorul pas cu pas memoreaza ultima pozitie pn la primirea unui alt tren de impulsuri. Motorul pas cu pas este un tip de motor sincron cu poli aparenti pe

    ambele armturi. La aparitia unui semnal de comand pe unul din polii statorici rotorul se va deplasa pn cnd polii si se vor alinia n dreptul polilor opusi statorici. Rotirea acestui tip de rotor se va face practic din

    pol n pol, de unde si denumirea sa de motor pas cu pas. Comanda motorului se face electronic si se pot obtine deplasri ale motorului bine cunoscute n functie de programul de comand. Motoarele pas cu pas se folosesc acolo unde este necesar precizie ridicat Un motor pas cu pas asigur porniri, opriri i reversri brute fr pierderi de pai pe tot domeniul de lucru. Motoarele pas cu pas (MPP) sunt de fapt motoare sincrone la care fazele

    infasurarilor statorice sunt alimentate in impulsuri de curent, rezultate in

    urma aplicarii unor impulsuri de tensiune de tip treapta, iar rotorul este de tip reactiv cu poli proeminentii sau in component rotorului putem avea si magneti sau electromagneti cu capetele infasurarilor scoase prin

    perii la inele colectoare. Perile colectoare sunt destinate sa transforme

    impulsurile electrice in deplasari unghiulare sau liniare discrete,

    respective pasi.Motorul pas cu pas este de fapt un motor sincron la care fiecrui impuls i corespunde o deplasare cu un pas. Forma impulsurilor poate varia fr a influena tipul micrii.

  • 4

    II. Aplicaii ale motoarelor pas cu pas:

    Aplicaiile M.P.P. 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, acionarea mecanismelor de orientare si presiune la roboti, deplasarea axial a elementelor sistemelor optice, mese de poziionare 2D, pentru mainile de gurit etc.

    n cele ce urmeaz se vor prezenta tipurile de motoare indicate mai sus.

    1) Motor pas cu pas de tip solenoidal

    Sunt dou tipuri de astfel de motoare. Primul const dintr-un electromagnet care pune n micare o armatur mobil. Armtura mobil este pus n micare de un electromagnet i atunci cnd ea este atras rotete arborele motor; meninerea poziiei motorului se face cu un mecanism cu clichet. Al doilea tip de motor pas

    cu pas solenoidal denumit Motor pas cu pas cu clichet const dintr-un electromagnet cu arc conectat la un ax printr-un mecanism cu clichet.

    Principalul avantaj al acestui motor este faptul ca dezvolta un cuplu

    relativ mare , iar la efectuarea pasului nu apar oscilaii. Dezavantaj: frecvena de execuie a pailor este redus i este unidirecional.

    2) Motor pas cu pas cu reluctan variabil

    La acesta principiul de funcionare se bazeaz pe atingerea poziiei de reluctana minim atunci cnd axa polului statoric coincide cu axa polului rotoric. O faz a motorului se nfoar pe doi poli statorici diametral opui. La comutarea unei faze rotorul se rotete cu un pas. Dac se comut alimentarea pe faza urmtoare, rotorul este scos din poziia de echilibru i ca urmare apare un cuplu reactiv. Acest cuplu creste cu unghiul de decalaj dintre axa polului statoric i axa polului rotoric. Atunci cnd cele dou axe sunt coliniare acest cuplu reactiv ajunge la valoarea zero care reprezint poziia de echilibru stabil.

  • 5

    Ca valoare unghiul de pas:

    p - unghiul de pas p r - numrul de poli rotorici p s - numrul de poli statorici.

    III.Motoarele pas cu pas cu reluctan variabil se mpart n:

    - motoare cu micare de rotaie sau micare liniar; - monostatoric sau polistatoric;

    - cu ntrefier radial sau axial. Pentru micorarea lui p au fost concepute motoare pas cu pas la care rotorul are un numr de dini Zr la motoarele cu 1.8 grade numrul de dini este 50 iar pe rotor axa unui dinte statoric coincide cu axa unui dinte rotoric.

    Pasul

    poate fi micorat din comanda electronic a motorului utiliznd tehnica micropirii. Viteza unghiular a rotorului:

    p=360/ pr*ps=360/4*50 = 1.8 =2 f/N

    unde : f frecvena de comutare a pailor [pai / secund]; N numrul de pai / rotaie; N m *Zr; M numrul de faze statorice; Zr numrul de dini rotor.

    a) Motor pas cu pas cu magnet permanent n stator

    Aceste motoare se obin prin nlocuirea nfurrilor de excitaie cu magnei permaneni. Fluxul de excitaie constant al magneilor permaneni nu depind de poziia rotorului datorit decalajului cu a permeanei magnetice corespunztoare la doi poli vecini i care formeaz o faz. Caracteristic pentru MPP cu magnei permaneni i nfurri de comand montate pe stator este faptul c zonele dinate sunt saturate de fluxul total, ceea ce duce la micorarea coeficientului de utilizare a

  • 6

    magneilor.Avantajul acestui motor const n faptul c memoreaz poziia fr ca fazele sa fie alimentate. Dezavantajul principal const n aceea c este unidirecional.

    b) Motor pas cu pas cu magnet permanent n rotor

    Aceste motoare au n rotor un magnet permanent, care magnetizeaz rotorul radial.Avantajul principal al acestui motor este acela c dezvolt un cuplu de fixare a rotorului, chiar cu fazele nealimentate.

    Dezavantajul principal este acela c performanele motorului sunt afectate de schimbrile caracteristicilor motorului .

    c) Motor pas cu pas hibrid, cu magnet permanent i reluctan

    variabil.

    Acest motor are dou pachete stator rotor . Cele dou pachete statorice sunt fixate n aceeai carcas, iar rotoarele sunt solidare pe acelai arbore. ntre cele dou rotoare este plasat un magnet permanent cilindric magnetizat axial.

    Avantajul principal al acestui motor: n absena alimentarii fazelor prezint un cuplu de fixare a rotorului. Dezavantajul principal al acestui motor: ineria mare a rotorului.

    d) Motor pas cu pas de tip electromecanic

    Se bazeaz pe o construcie unitar, compact, ce const dintr-un circuit electromecanic i un sistem de transmisie armonic ce mrete cuplul de ieire i reduce pasul motorului la valori foarte mici. Avantajul principal: pot antrena sarcini ineriale mari. Dezavantajul principal: viteza de rotaie mic.

    e) Motoare pas cu pas electrohidraulice

    Mrirea cuplului util ntr-un sistem de acionare cu motor pas cu pas, fr a limita turaia maxim de funcionare prin mrirea momentului de inerie, este posibil prin utilizarea unui motor electric pas cu pas de mic putere, n combinaie cu un amplificator de cuplu hidraulic cu piston axial, aceasta din urm avnd un randament ridicat i un moment de inerie redus. ntregul ansamblu motor amplificator hidraulic a primit denumirea de motor pas cu pas electrohidraulic.

    IV. Avantajele si dezavantajele folosirii MPP :

    Avantaje :

    - asigur univocitatea conversiei numr de impulsuri in deplasare i ca urmare pot fi

  • 7

    utilizate n circuit deschis (bucla deschisa, fara masurarea si reglarea automata a pozitiei unghiulare);

    - gam larg a frecvenelor de comand; - precizie de poziionare i rezoluie mare; - permit porniri, opriri, reversri fr pierderi de pai; - memoreaz poziia; - sunt compatibile cu comanda numeric. Dezavantaje :

    - unghi de pas, deci increment de rotaie, de valoare fix pentru un motor dat;

    - vitez de rotaie relativ sczut; - putere dezvoltat la arbore de valoare redus; - randament energetic sczut; Ca urmare a apariiei materialelor magnetice cu performane ridicate s-au introdus de elemente de execuie la care micarea este incremental. Din aceast categorie fac parte: motoarele pas cu pas, servomotoarele de curent

    continuu i combinaii hibride. Toate aceste elemente au proprietatea c transforma informaia discret sub form de impulsuri n deplasare incremental.

    V. Constructia si functionarea MPP

    Motorul pas cu pas este un tip de motor sincron, cu poli apare