1. Motor pas cu pas (stepper)

Un motor pas cu pas este un motor comandat cu impulsuri care schimbă poziția unghiulară a rotorului în trepte. Datorită acestei naturi a unui motor pas cu pas, este utilizat pe scară largă în sisteme de control a ​​poziției cu buclă deschisă, cu costuri reduse. 

Tipuri de motoare pas cu pas:

• Magnet permanent 

o Folosește un magnet permanent

o Viteză mică, cuplu relativ mare 

• Reluctanță variabilă 

o Nu are magnet permanent

o Cuplu redus 

1.1 Motor cu reluctanță variabilă 

În figura 4.2.1 este prezentată construcția motorului de reluctanță variabilă. Rotorul cilindric este realizat din oțel moale și are patru poli, așa cum se arată în Fig.4.2.1. Are patru dinți pe rotor, la 90⁰ și șase poli stator, la 60⁰ unul de altul. Câmpul electromagnetic este produs prin activarea secvențială a bobinelor statorului. El atrage rotorul metalic. Când înfășurările sunt alimentate într-o secvență de repetare de 2, 3, 1 și așa mai departe, motorul se va roti într-un unghi de 30 de pași. În stare fără energie, nu există flux magnetic în interstițiu, deoarece statorul este un electromagnet, iar rotorul este o bucată de fier moale; prin urmare, nu există un cuplu de declanșare. Acest tip de motor pas cu pas este numit motor pas cu pas cu reluctanță variabilă.   

Fig. 4.2.1 Motor pas cu pas cu reluctanță variabilă 

1.2 Motor pas cu pas cu magnet permanent (PM) 

În acest tip de motor, rotorul este un magnet permanent. Spre deosebire de celelalte motoare cu pas, rotorul motorului PM nu are dinți și este proiectat să fie magnetizat în unghi drept față de axa sa. Figura 4.2.2 prezintă un motor PM simplu, 90⁰, cu patru faze (A-D). Aplicarea curentul pentru fiecare fază în secvență va determina rotirea rotorului prin ajustarea variației câmpurilor magnetice. Deși operează la o viteză destul de mică, motorul PM are o caracteristică de cuplu relativ mare. Este vorba despre motoare cu costuri reduse, cu un unghi de pas tipic, cuprins între 7,5° și 15°. 

Fig. 4.2.2 Motor pas cu pas cu magnet permanent 

1.3 Motor pas cu pas hibrid

Motoarele pas cu pas hibride combină un magnet permanent și un rotor cu dinți de metal pentru a oferi caracteristici de reluctanță variabilă și motoarelor cu magnet permanent. Numărul de perechi de poli ai rotorului este egal cu numărul de dinți de pe una dintre părțile rotorului. Statorul motor hibrid are dinți care creează mai mulți poli decât înfășurările principale ale polilor (Fig. 4.2.3).  

Fig. 4.2.4 Schema bloc a sistemului servo 

2.1 Servomotoare DC 

Servomotoarele operate DC răspund de regulă la semnalul de eroare și accelerează rapid sarcina. Un servomotor DC este de fapt un ansamblu de patru componente separate, și anume: 

• Motor DC 

• ansamblu angrenaj 

• dispozitiv de detectare a poziției 

• circuit de control

2.2. Servomotor AC 

În acest tip de motor, forța magnetică este generată de un magnet permanent și de un curent care produc ulterior cuplul. Nu are perii, așa că este puțin zgomot/vibrație. Acest motor oferă un control de înaltă precizie cu ajutorul encoderului de înaltă rezoluție.  Statorul  este compus dintr-un miez și o înfășurare. Partea rotorului cuprinde arbore, miez de rotor și un magnet permanent. 

Encoderul digital poate fi de tip optic sau magnetic. Oferă semnale digitale, care sunt în proporție de rotație a arborelui. Detaliile despre encoder optic au fost deja discutate.

Avantajele servomotoarelor 

• Oferă un cuplu intermitent ridicat, un raport mare cuplu-inerție și viteze mari 

• Lucrează bine pentru controlul vitezei 

• Disponibil în toate dimensiunile 

• Silențios în funcțiune 

• Rotație mai lină la viteze mai mici

Dezavantaje ale servomotoarelor  

• Mai scumpe decât motoarele pas cu pas 

• Necesită reglarea parametrilor buclei de control 

• Nu este adecvat pentru medii periculoase sau în vid 

• Curentul excesiv poate duce la demagnetizarea parțială a servomotorului tip DC