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Plotter Router Fresadora CNC

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2.1.3. Secuencias de excitación

Los bobinados de las fases de los motores paso a paso están eléctricamente aislados, y cada uno de ellos dispone de su correspondiente circuíto de alimentación. La alimentación de las fases se puede realizar de forma individual, conjunta o alternando las dos anteriores. Dependiendo de la secuencia de excitación y del tipo de motor, se obtienen las características de par estático.

2.1.3.1. Motores de reluctancia variable

Una aproximación senoidal a las características de par la muestra la figura 3.4 (a) referentes a un motor de reluctancia variable de tres fases con una fase excitada.

El desplazamiento entre las características de cada fase corresponde a la longitud de un paso, por ejemplo: si partimos de la posición de equilibrio con la fase A excitada, tenemos la longitud de un paso cuando la excitación se pasa a la fase B; Si el rotor es inicializado en la posición de equilibrio de la fase A, cuando la excitación se cambia a la fase B el rotor experimenta un par positivo que lo desplaza a la posición de equilibrio de la fase B. De la misma forma si la excitación se cambia de la fase A a la C el par producido es negativo, moviendo el rotor en la dirección opuesta hacia la posición de equilibrio de la fase C. Cuando una fase es conmutada a la posición OFF y la otra es excitada (posición ON), se deja de considerar la característica del par de la fase desactivada y se aplica la característica de la fase activada, para la posición en la que se encuentre el rotor en el momento de la conmutación.

El efecto de excitar dos fases al mismo tiempo esta ilustrado en la figura 3.4 (b). Ésta muestra las características de par estático en función de la posición para las fases AB, BC y CA excitadas. Se obtienen con la suma del par que entrega cada una de las fases correspondientes a la secuencia de activación de una sola fase. Comparando las figuras 3.4 (a) y 3.4 (b) se observa que las curvas características con la excitación de dos fases queda desplazada, y el valor de pico del par estático es del mismo valor. El resultado analítico que se obtiene de las características de par estático para un motor VR de tres fases, con una fase excitada es:

T_A\ =\ -T_p*sin(d*\theta ) \\  T_B\ =\ -T_p*sin(d*\theta - \frac{2*\pi }{3})\\ T_C\ =\ -T_p*sin(d*\theta - \frac{4*\pi }{4}) (3.4)

Figura 3.5. Curva caracteística de par estático para un motor de reluctancia variable de tres fases y un estator. (a) Secuancia de excitación de una fase activa. (b) Secuencia de excitación de dos fases activas.

para una secuencia de excitación de dos fases activas es la suma del par obtenido en la secuencia de una fase activa.

T_{AB}\ =\ T_A+T_B\ =\ -T_p*sin(d*\theta -\frac{\pi }{3}) \\ T_{BC}\ =\ T_B+T_C\ =\ -T_p*sin(d*\theta - \pi)\\ T_{CA}\ =\ T_C+T_A\ =\ -T_p*sin(d*\theta - \frac{5*\pi }{3})  (3.5)

Las gráficas y los resultados analíticos indican una diferencia en la posición de equilibrio para las dos secuencias de excitación; con dos fases activas, la posición de equilibrio está comprendida entre las posiciones de equilibrio correspondientes a la secuencia de una fase activa. Físicamente los polos del rotor no quedan alineados con los polos del estator, éstos están sometidos a las fuerzas de atracción que generan las dos fases activas quedando la posición de equilibrio entre dos dientes.

Otra variante consiste en alternar las secuencias de operación en el motor de una fase activa y dos fases activas, A, AB, B, BC, C, CA, A, ... . Este tipo de excitación produce un movimiento incremental de ½ de la longitud total del paso. Esta secuencia se conoce como operación a medios pasos (half stepping).

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