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Azionamenti in Corrente Continua REGOLAZIONE DI COPPIA E VELOCITA’ CON ECCITAZIONE INDIPENDENTE

Controllo di armatura

Controllo di campo


Azionamenti in Corrente Continua

Regolazione della velocitĂ  ad anello aperto


Azionamenti in Corrente Continua

Regolazione della velocitĂ  ad anello chiuso


Azionamenti in Corrente Continua

Controllo ad anello chiuso di posizione, velocitĂ  e corrente


Azionamenti in Corrente Continua Convertitore DC/DC a quattro quadranti


Azionamenti in Corrente Continua Convertitori DC/DC a due ed ad un quardante


Azionamenti in Corrente Continua Convertitori AC/DC


Azionamenti DC Brushless

Motore DC Brushless

Motore CC

Un motore DC Brushless (sincrono a magneti permanenti con fem trapezoidale) può essere visto come un motore in corrente continua in cui sia stato scambiato il rotore con lo statore.


Azionamenti DC Brushless

N S

Ia

Ia

Motore in corrente continua

Ia

Motore DC Brushless


Azionamenti DC Brushless Commutatore elettronico

La commutazione non avviene per mezzo del commutatore a lamelle ma per mezzo di interruttori elettronici. Le fasi vengono alimentate periodicamente a coppie.


Azionamenti DC Brushless Flusso concatenato con una spira e tensione indotta


Azionamenti DC Brushless Tensione indotta negli avvolgimenti di fase

La tensione indotta in un avvolgimento di fase è costante quando tutte le spire sono affacciate sullo stesso polo, è invece variabile linearmente quando alcune spire sono affacciate sul polo nord e altre sul polo sud.


Azionamenti DC Brushless Coppia elettromagnetica

Il valore istantaneo della coppia di un motore brushless a magneti superficiali può essere espresso come:


Azionamenti DC Brushless Coppia elettromagnetica

(

)

1 m 1 [ea ia + eb (− ia )] = − 1 [(ea − eb ) ia ] = − 1 EI = 2 2 N s B f lr I = kT I C princ = − ∑ e ji j = − ωm j = 1 ωm ωm ωm

Per generare una coppia costante è necessario alimentare le fasi statoriche in corrispondenza del tratto costante della forza elettromotrice indotta trapezoidale In ciascun intervallo di tempo pari a π/3 una corrente deve essere nulla e due correnti uguali ed opposte. Quindi ad ogni istante vengono alimentate due fasi. Ciò viene ottenuto chiudendo in sequenza coppie di interruttori, uno superiore ed uno inferiore, appartenenti a fasi diverse. Per sincronizzare l’alimentazione delle fasi con il tratto costante delle FEM è necessario usare un sensore di posizione. In pratica si utilizza un sensore composto da tre sonde ad effetto Hall che vengono investite dal flusso dei magneti permanenti.


Azionamenti DC Brushless Controllo di corrente ad isteresi


Azionamenti DC Brushless Controllo di corrente ad isteresi


Motori Stepper (o a passo) Strutture

Variable Reluctance

Permanent Magnet

Caratteristiche

Ibrido

Svantaggi

Ruotano di un angolo fisso ad ogni impulso di corrente

Basso rendimento (limita la taglia)

Controllo della posizione ad anello aperto

Possibili risonanze

Coppia nominale allo spunto

Difficoltà ad operare ad alte velocità

Robustezza

Facile interfacciamento con circuiti digitali

Vasto range di velocità (0-4000 rpm)


Motori Stepper (o a passo)

Motore a passo con incrementi di 60° (2/3)

Hp. Coppia di carico inferiore alla coppia motrice •

Alimentando la fase A si forza il rotore ad allinearsi con la stessa

Se si apre la fase A e si alimenta la fase B il rotore compie un passo di 60°

Alimentando le fasi con sequenza ABC il rotore ruota in senso orario

Alimentando le fasi con sequenza ACB il rotore ruota in senso antiorario

Mantenendo alimentata l’ultima fase cronologicamente attivata il motore mantiene l’ultima posizione assunta (Holding torque)


Motori Stepper (o a passo) Modo di funzionamento START-STOP

Il motore può essere avviato e fermato istantaneamente


Motori Stepper (o a passo)

Coppia di Pull-over = coppia massima sviluppata dal motore nel passaggio da una successiva

posizione alla


Motori Stepper (o a passo) Modo di funzionamento SLEWING

La velocità non riparte da zero all’inizio di ogni ciclo

A regime la velocità è quasi costante, la coppia d’inerzia è quindi trascurabile ed è possibile sopportare un carico maggiore, rispetto alla modalità Start-Stop, senza perdere il passo.

Il motore deve essere avviato e fermato gradualmente per evitare la perdita del passo


Motori Stepper (o a passo) Caratteristica elettromeccanica

Start-Stop Region – regione di funzionamento in modalità Start-Stop

Slew Region – regione di funzionamento in modalità Slewing

Coppia di Pull-in – massima coppia di carico consentita in funzionamento Start-Stop e massimo valore di carico che consente l’avvio o la fermata istantanea del motore senza perdita di passo.

Maximum Start Rate – Massima frequenza degli impulsi che consente l’avviamento del motore senza carico

Coppia di Pull-out – massima coppia di carico consentita per non perdere il passo

Maximum Slew Rate - Massima frequenza degli impulsi che consente il funzionamento del motore senza carico


Motori Stepper (o a passo) Avvolgimento Bipolare


Motori Stepper (o a passo) Avvolgimento Unipolare


Motori Stepper (o a passo) ModalitĂ  - Wave Switching Sequenze (avvolgimento bipolare)


Motori Stepper (o a passo) ModalitĂ  - Normal Switching Sequence (avvolgimento bipolare)


Motori Stepper (o a passo) Modalità – Halfstepping (avvolgimento bipolare)


Motori Stepper (o a passo) ModalitĂ  - Microstepping


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