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Motore Passo-Passo (Parte 2)

Nella prima parte del video abbiamo visto il funzionamento del motore passo-passo a magnete permanente, e quello a riluttanza variabile.

Ora ci concentreremo sul funzionamento della tipologia di motore passo-passo più utilizzata al giorno d’oggi, che combina le caratteristiche del motore passo-passo a magneti permanenti con quelle del motore passo-passo a riluttanza variabile. Stiamo parlando del motore passo-passo ibrido.

Il rotore del motore passo-passo ibrido è formato da una coppia di ruote dentate affiancate costituite da un nucleo magnetico, questa volta parallelo all’asse di rotazione. Le due ruote vengono polarizzate, una con polo NORD e l’altra con polo SUD. Tra le due ruote è presente uno sfasamento: ovvero il dente di una delle due sezioni corrisponde esattamente alla valle dell’altra.

In questo esempio il rotore ha 50 denti, anche ciascuna bobina dello statore ne possiede alcuni rivolti verso il rotore, in totale 48, ma solo in una coppia di bobine opposte si affacciano esattamente a quelli del rotore. Le altre coppie sono sfalsate rispettivamente di 1/4, 1/2 e 3/4 del passo dei denti.

La rotazione del campo magnetico dello statore cambia ogni 45°, il rotore invece, ruota solo di 1,8 gradi. Questo perché, come possiamo vedere nella polarità sud del magnete, i denti delle polarità nord dello statore sono attratti, mentre, sfalsati di 90°, i denti della polarità sud dello statore si trovano nell’esatta posizione che gli permette di essere respinti.
Nello stesso momento, nel lato nord del magnete avviene esattamente il contrario, stabilizzando ulteriormente il rotore.

JAES, operante da oltre 10 anni nel settore delle forniture industriali, è diventata il partner di riferimento per alcune delle più importanti aziende appartenenti al settore dell’automazione industriale, fornendo moltissime tipologie di motore passo-passo a supporto della robotica industriale.
Per alimentare qualsiasi motore passo-passo, esistono 3 modalità, chiamate tecnicamente:
full step, half step e micro stepping.

Prendiamo come esempio il motore a magnete permanente visto nella prima parte di questo video.
In questo motore la modalità di azionamento viene chiamata full step poiché si hanno 4 step per completare la rotazione del rotore, quindi possiede un passo molto ampio di circa 90° e una coppia elevata.

Per diminuire il passo, e aumentare del doppio la precisione del motore, si fa ricorso alla modalità half step, si interviene dunque fra i 4 step, disattivando una bobina. In questo modo il passo sarà di 45° ma la coppia non sarà costante.

Nella modalità micro stepping invece possiamo addirittura fornire alle bobine una corrente continua modulata, aumentando notevolmente la precisione del motore. In questo esempio possiamo vedere che le due fasi hanno un andamento sinusoidale. A ogni step infatti il rotore si allinea bilanciandosi tra la bobina col campo magnetico più forte e quella col campo magnetico più debole.

Tutte queste proprietà del motore passo passo, lo rendono idoneo ad essere largamente impiegato nell’automazione industriale. I motori passo-passo vengono infatti largamente utilizzati per l’azionamento dei bracci meccanici lungo le catene di montaggio, e sono presenti all’interno delle montature dei telescopi, nelle stampanti 3d, negli obiettivi fotografici, negli stabilizzatori “gimbal”, e in tutti i dischi fissi dei nostri computer.

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