4.3.2. Alimentación por tensión constante

La alimentación por tensión constante consiste en aplicar una tensión directamente al bobinado. El valor de ésta dependerá de la resistencia interna del bobinado para obtener el valor nominal de la intensidad. De tal forma que V = r_i*I_n.

Figura 4.27. Control unipolar con alimentación por tessión costante.

La figura 4.27. muestra un control unipolar de un devanado de un motor. En éste la corriente de excitación fluye de la fuente de alimentación E por el bobinado, cuando el transistor T está en conducción. La velocidad con la que la intensidad evoluciona hacia su valor nominal depende de las características internas del bobinado. Éstas vienen establecidas por la constante de tiempo L/R. La respuesta es inversamente proporcional a la resistencia y directamente proporcional a la inductancia. En principio interesaría que la resistencia interna del bobinado del motor sea grande, pero el tener una resistencia interna elevada provoca grandes pérdidas de potencia en ésta, y en consecuencia el correspondiente calentamiento del cuerpo del motor, por lo que interesa que ésta sea lo más pequeña posible. Llegado a este punto, el único factor a determinar es la inductancia, que interesa que sea pequeña para proporcionar una transición de la corriente lo más rápida posible. Cuando el interruptor T se bloquea, el flujo de corriente se corta de la fuente de alimentación E, pero éste, que fluye por el bobinado, se cierra sobre el diodo de supresión. De igual forma que en la conducción, las constantes para el corte de la corriente dependerán de las características del bobinado (L/R_i). Si la corriente nominal por el devanado es E/R_i, y la constante de tiempo es L/R_i, la corriente de conducción por el devanado evoluciona según la expresión.

(4.3)

para el corte.

(4.4)

El establecimiento o el corte de la corriente por el bobinado viene determinado por los tiempos t_c y t_e respectivamente. Éstos se consideran cuando la corriente ha adquirido el 95% de su valor nominal, de aquí que el tiempo de establecimiento y corte sean:

(4.5)

Desde el punto de vista dinámico, un motor híbrido paso a paso da un paso por cada cambio de la corriente que se produzca en alguno de sus bobinados, de forma que en una secuencia completa, proporciona cuatro pasos. La velocidad con que la corriente cambia de sentido en los bobinados (de forma exponencial) depende de la inductancia, la resistencia del devanado y la tensión de alimentación aplicada.

Figura 4.28. Formas de onda de la corriente por el devanado. (a) Para una relación de pasos baja, (b) Para una relación de pasos alta.

La figura 4.28. (a) muestra que a bajas velocidades de paso, la corriente por el devanado alcanza su valor nominal, antes de que se produzca el cambio de sentido. Sin embargo si la inversión de los hilos del devanado se realiza más rápidamente, a frecuencia de pasos mas elevada, la corriente no tiene tiempo de alcanzar su valor nominal, debido a la limitación del tiempo de establecimiento y corte te y tc (figura 4.28. (b)). En consecuencia la potencia y el par que entrega el motor disminuyen con el aumento de la razón de pasos.