Nozioni di base sul motore passo -passo: un motore passo -passo ruota un albero per gradini (cioè movimenti angolari fissi). La sua struttura interna elimina la necessità di un sensore; L'esatta posizione angolare dell'albero può essere determinata semplicemente contando il numero di passaggi. Questo lo rende adatto per una vasta gamma di applicazioni. Come tutti i motori, i motori Stepper operano sullo stesso principio: una parte fissa (statore) e una parte in movimento (rotore). Lo statore ha marcia - come sporgenze avvolte da bobine, mentre il rotore è costituito da magneti permanenti o un nucleo di riluttanza variabile. In seguito approfondiremo le diverse strutture del rotore. La Figura 1 mostra una sezione croce - di un motore con un nucleo di riluttanza variabile come rotore.
Il principio operativo di base di un motore passo -passo è questo: energizzando una o più fasi di statore genera un campo magnetico attraverso le bobine, con cui il rotore si allinea. L'applicazione in sequenza di tensione a ciascuna fase fa ruotare il rotore di un angolo specifico, raggiungendo alla fine la posizione desiderata. La Figura 2 illustra questo principio. Innanzitutto, la bobina A è energizzata, generando un campo magnetico che allinea il rotore. Quando la bobina B è eccitata, il rotore ruota di 60 gradi in senso orario per allinearsi con il nuovo campo magnetico. Lo stesso processo si verifica quando la bobina C è eccitata. Il colore dei denti dello statore nella figura seguente indica la direzione del campo magnetico generato dagli avvolgimenti dello statore.
Esistono fondamentalmente tre tipi di rotori nei motori a passo -passo: rotori a magneti permanenti: questi rotori sono magneti permanenti allineati con il campo magnetico generato dal circuito dello statore. Questo tipo di rotore fornisce una buona coppia e coppia di frenata. Ciò significa che il motore resiste (anche se non fortemente) cambia in posizione indipendentemente dal fatto che le bobine siano eccitate. Tuttavia, rispetto ad altri tipi di rotore, questo tipo di rotore ha gli svantaggi di velocità e risoluzione inferiori. La Figura 3 mostra una sezione croce - di un motore a passo passo per permanente magneti.
Rotori di riluttanza variabile: il rotore è realizzato in un nucleo di ferro con una forma speciale che si allinea con il campo magnetico (vedere le figure 1 e 2). Questo rotore raggiunge più facilmente la velocità e la risoluzione, ma generalmente produce una coppia più bassa e manca di coppia di detenzione. Rotori ibridi: questo rotore ha una struttura unica che è un ibrido di un magnete permanente e un rotore di riluttanza variabile. Il rotore ha due tappi assialmente magnetizzati con denti piccoli alternati. Questa configurazione combina i vantaggi del magnete permanente e dei rotori di riluttanza variabile, in particolare ad alta risoluzione, alta velocità e coppia elevata. Tuttavia, le richieste di prestazioni più elevate presentano una struttura più complessa e un costo più elevato. La Figura 3 mostra uno schema semplificato di questa struttura motoria. Quando la bobina A è energizzata, un dente piccolo sul cappuccio N del rotore si allinea con uno statore magnetizzato a S. contemporaneamente, a causa della struttura del rotore, il cappuccio del rotore S si allinea con un dente statore magnetizzato N. Questo gran numero di denti consente angoli di gradini estremamente piccoli, piccoli di 0,9 gradi.
Lo statore è la parte del motore responsabile della generazione del campo magnetico con cui è allineato il rotore. Le caratteristiche chiave del circuito dello statore si riferiscono al suo numero di fasi, coppie di palo e configurazione del filo. Il numero di fasi si riferisce al numero di singole bobine, mentre il numero di coppie di palo indica le coppie di denti primarie occupate da ciascuna fase. Due motori a passo passo di fase - sono i più comuni, mentre tre - fase e cinque motori di fase - sono meno comuni (vedere le figure 5 e 6).
Come accennato in precedenza, le bobine del motore devono essere energizzate in una sequenza specifica per generare un campo magnetico con cui il rotore si allineerà. I seguenti dispositivi (a partire da quelli più vicini al motore) possono fornire la tensione necessaria alle bobine per il corretto funzionamento del motore: ponte a transistor: questo dispositivo controlla fisicamente i collegamenti elettrici delle bobine del motore. Un transistor può essere pensato come un interruttore controllato elettricamente; Se chiuse, le bobine sono collegate a una fonte di alimentazione, consentendo alla corrente di fluire attraverso di esse. È necessario un ponte a transistor per ogni fase motoria. Driver pre -: questo dispositivo controlla l'attivazione del transistor ed è controllato da un MCU per fornire la tensione e la corrente richieste. L'MCU è un'unità Microcontroller (MCU), in genere programmata dall'utente del motore. Genera segnali specifici al driver pre - per ottenere il comportamento motorio desiderato. La Figura 7 mostra uno schema semplificato di uno schema di controllo del motore passo -passo. Il driver e il bridge transistor pre - possono essere contenuti in un singolo dispositivo, il driver.
