Motori passo passo e servomotori

Cose da sapere sui motori passo-passo

• Cosa sono i motori passo-passo?

• Dove vengono utilizzati i motori stepper?

• Il funzionamento dei motori passo-passo

• Qual è la struttura dei diversi azionamenti?

• A cosa prestare attenzione quando si acquista un motore passo-passo

• La nostra buona pratica

• Conclusioni

Cosa sono i motori passo-passo?

I motori passo-passo sono azionamenti elettrici, con i quali è possibile spostare l'albero attraverso il rotore di un angolo molto specifico.

I motori, anche definiti come Stepper, possiedono, a differenza, ad esempio, la capacità di spostare gli elementi collegati non solo, ma anche di lasciarli in una determinata posizione.

La particolarità dei motori passo-passo è che per il posizionamento dell'albero non sono necessari altri componenti come encoder o sensori. La determinazione della posizione è già parte integrante del motore.
In questo modo possono essere utilizzati in modo molto più semplice rispetto a una combinazione di un motore e un trasduttore di posizione.

Dove vengono utilizzati i motori stepper?

I motori passo-passo vengono utilizzati dove sono necessari movimenti di rotazione con piccoli angoli di passo e posizionamenti precisi. Nei robot, ad esempio, garantiscono il movimento esatto durante le attività di pick and place, in quanto consentono il controllo preciso e necessario. Inoltre, grazie alla loro affidabilità e al loro posizionamento preciso, si trovano anche in una vasta gamma di altri settori: Macchine artigianali e macchine utensili sono inclusi, così come l'utilizzo nella tecnologia di automazione, medicina o regolazione.

Il funzionamento dei motori

I motori passo-passo esistono in diverse varianti, che hanno tutte un funzionamento simile:

In questo modo sono disponibili motori a magnete permanente e a relè o anche una combinazione di entrambi, il motore passo-passo ibrido. Tuttavia, il principio di funzionamento di base è lo stesso per tutti.

Grazie a una varietà di bobine commutate in modo diverso (da 1a a 2b) nello statore esterno, viene azionato il rotore mobile interno.

Gli avvolgimenti, che vengono alimentati di corrente uno dopo l'altro, generano campi magnetici successivi, che alla fine eccitano il movimento rotatorio del rotore o lo fanno rimanere ad un angolo specifico.

Qual è la struttura dei diversi azionamenti?

Il rotore di un motore passo-passo a riluttanza è costituito da un nucleo in ferro dolce dentato. I motori sono comparativamente economici, hanno un preciso angolo di passo e sono adatti per velocità più elevate, ma possiedono solo una coppia relativamente piccola.

I motori passo-passo a magnete permanente si presentano quasi nella direzione opposta. Sono dotati di un magnete permanente cilindrico, magnetizzato radiale come rotore. In questo modo la risoluzione dell'angolo di passo è più grande, in quanto è possibile montare meno bobine, ma i motori hanno una coppia elevata.

I motori passo-passo ibridi combinano i vantaggi dei due azionamenti precedenti. Qui il rotore è formato da un magnete permanente assiale con cappucci dentati, che sono sfalsati l'uno rispetto all'altro in modo che i poli nord e sud si alternino (vedere la figura sopra). Grazie a questa struttura si ottengono coppie elevate con angoli di passo piccoli e precisi.

A cosa prestare attenzione quando si acquista un motore passo-passo

Oltre ai vantaggi e alle differenze descritti per ogni variante del motore, è possibile osservare una serie di altre caratteristiche da tenere in considerazione durante l'acquisto:

Tecnica di comando/azionamento

I motori passo-passo possono utilizzare una tecnica di comando unipolare o bipolare. Questo ha un impatto su diversi aspetti, come la velocità di rotazione o il collegamento del motore. I motori passo-passo bipolari possono generare un numero di giri più elevato a seconda del circuito e consentono una coppia maggiore rispetto a quella unipolare a bassi regimi. A tale scopo, tuttavia, essi presentano anche requisiti più elevati per l'alimentazione elettrica e sono più complessi da collegare.

Precisione

La precisione delle unità dipende dal numero di passi per giro completo. Il numero di passi è generalmente compreso tra 24 e 200 passi, ma ora ci sono anche motori con numeri più alti. Il numero di passi è collegato direttamente all'angolo di passo: Questo è ad esempio a 1,8 gradi per 200 passi. Questo può anche fornire informazioni sulla precisione del motore.

Coppia di mantenimento

Il modulo di mantenimento fornisce informazioni sul momento in cui il motore può essere caricato a veicolo fermo. Il momento di mantenimento è quindi una delle metriche più importanti, in quanto deve essere presa in considerazione sia per l'applicazione successiva che per una messa in funzione sicura.

Tipo di protezione

Il tipo di protezione del motore fornisce informazioni su quali settori di impiego con quali effetti ambientali il motore è più adatto in seguito. Il tipo di protezione è indicato principalmente secondo la norma IP internazionale.

Note pratiche: comandi integrati

I motori passo-passo sono disponibili in parte anche con comandi integrati come encoder per il controllo delle fasi eseguite. Questi possono essere un'alternativa valida, o anche un'integrazione nel campo del controllo numerico computerizzato (CNC), soprattutto nei processi di automazione. Se si sceglie un prodotto con controllo, è necessario prestare attenzione alle interfacce corrette.

Conclusioni

I motori passo-passo offrono soluzioni semplici e affidabili per tutte le attività di posizionamento. Con le indicazioni qui presentate è anche possibile trovare il prodotto giusto per la vostra applicazione.