Servo-Sisteme

STUDIUL COMENZII SERVOMOTORULUI PAS CU PAS

1. Scopul lucrarii

Lucrarea prezinta principiile de comanda ale unui servomotor pas cu pas (SMPP), functionarea unui sistem de pozitionare cu SMPP în circuit deschis si modul de realizare software a unei tahograme trapezoidale, .

2.Chestiuni teoretice

Servomotorul pas cu pas se poate considera ca fiind un dispozitiv electromecanic cu miscare discreta care transforma impulsurile electrice de tensiune în deplasari discrete, pentru fiecare impuls realizând o deplasare cu un unghi bine precizat, numit unghi de pas. Cu alte cuvinte rotorul nu se poate situa, în raport cu axa magnetica rezultanta a statorului, decât în anumite pozitii stabile determinate fie de principiul reactantei minime, fie de componenta tangentiala a fortei de atractie magnetica a polilor de nume contrar. Din acest punct de vedere servomotoarele pas cu pas se pot clasifica în:

- servomotoare pas cu pas cu magneti permanenti

- servomotoare, pas cu pas cu reluctanta variabila

- servomotoare pas cu pas hibride.

Performantele unui servomotor pas cu pas sunt strâns legate de tipul schemei sale de comanda si alimentare. în afara de performante ca amortizarea, frecventa maxima de mers, cuplul dinamic, la fel si randamentul si puterea disipata depind de schema de comanda si alimentare.

Clasificarea comenzii servomotorului pas cu pas se poate realiza functie de:

1. Durata alimentarii: comanda potentiala sau în impulsuri;

2. Sensul tensiunii pe durata unei perioade: comanda unipolara sau bipolara;

3. Simetria impusurilor pe durata unei perioade: comanda simetrica sau nesimetrica.

1. Comanda potentiala se refera la durata alimentarii unei faze în raport cu durata între doua tacturi de comanda, l/f, unde f este frecventa de comanda a servomotorului. Daca durata alimentarii fazei este cel putin egala cu l/f atunci este vorba de comanda potentiala, deci în acest caz durata aplicarii tensiunii pe faza variaza invers proportional cu frecventa de comanda. Daca durata alimentarii este constanta si întotdeauna mai mica decît l/f atunci este vorba de o comanda în impulsuri.

2. Comanda unipolara sau bipolara se refera la sensul tensiunii pe o faza pe durata unei perioade complete. In cazul comenzii unipolare, fiecare înfasurare este strabatuta de curent într-un singur sens, pe când la comanda bipolara se inverseaza polaritatea tensiunii de alimentare la capetele înfasurari, si deci si sensul curentului prin faza.

3. Comanda este simetrica daca pentru orice tact de comanda avem alimentate acelasi numar de faze. Pentru o comanda nesimetrica cu înjumatatirea unghiului de pas avem o dublare a numarului de pasi pe o rotatie, pe când o comanda nesimetrica cu salt se micsoreaza numarul de pasi crescând unghiul de pas.

Pentru alimentarea servomotorului trebuie luati în considerare o serie de factori dintre care cei mai importanti sunt:

- componentele cele mai solicitate sunt tranzistoarele de putere si elementele electronice asociate;

- parametrii servomotorului pot varia datorita tolerantelor de fabricatie;

- înfasurarea servomotorului este o sarcina rezistiv-inductiv cu inductivitate variabila cu unghiul de rotatie, în plus, miscarea rotorului (pentru servomotoare pas cu pas cu magneti permanenti) genereaza o tensiune electromotoare cu sens invers fata de cel al tensiunii de alimentare;

- valoarea tipica a tolerantei rezistentei înfasurarii este de ±10% . Cum cele mai multe servomotoare lucreaza practic fierbinti (la o temperatura de 100'C) sunt acceptate variatii ale rezistentei infasurarii de 25% cu temperatura;

- marea majoritate a servomotoarelor sunt destinate a lucra în conditii de saturatie a circuitului magnetic.