Masini sincrone speciale

Masini sincrone speciale

1. Generatoare si motoare cu magneti permanenti

Principiul de functionare al masinilor sincrone cu magneti permanenti nu se deosebeste de cel al masinilor cu excitatie electromagnetica prin infasurare de curent continuu. Exista avantaje in exploatare datorita faptului ca nu este necesara sursa de c.c. pentru alimentarea inductorului. Aceasta simplifica si constructia masinilor sincrone si inlatura legatura prin contact alunecator.

Dezavantajul lor consta in puterea limitata a masinilor sincrone datorita capacitatilor (resurselor) energetice mai mici ale magnetilor permanenti. Ele se pot amplifica prin utilizarea unor metale pe baza de pamanturi rare, de exemplu care ridica pretul echipamentului. Nu exista posibilitatea de reglare a excitatiei.

In fig.5.32 se prezinta tipuri de rotoare pentru GS:

a)   rotor sub forma de stea;

b)   rotor cu dispunere radiala a magnetilor cu piesele polare;

c)   rotor cu poli sub forma de gheara.

Rotorul stea este piesa turnata din aliaje magnetice dure: alni, alnico, cunife (sau nial, conial s.a.). Ele sunt compuse din Fe, Ni, Al, Co, Cu. Aceste materiale sunt fragile si au rezistenta mecanica mica.

Alte forme de magneti permanenti utilizati in masinile sincrone se obtin prin metodele metalurgiei pulberilor prin presarea pulberilor feromagnetice si constitui-te in materiale. Exemple de astfel de magneti sunt magnetii din oxizi magnetici de bariu si strontiu.

Pentru a doua forma de rotoare (b) este caracteristic aceea ca polii magne-tilor permanenti au piesele polare din material magnetic moale, in care obisnuit se plaseaza infasurarea de amortizare in scurtcircuit. Aceste piese polare ecraneaza magnetii permanenti de actiunea reactiei indusului, iar in spatiile libere se toarna aluminiu.

Prin intermediul constructiei rotorului cu poli sub forma de ghiara se creste numarul polilor GS, incat forma distributiei inductiei se apropie de forma sinusoidala. In locul magnetilor permanenti din rotor se poate plasa infasurarea concentrata de excitatie. Aceasta constructie a rotorului (c) este caracteristica pentru automobile, mijloace de transport s.a. GS pentru mijloace de transport.

GS nu sunt larg aplicate ca tahogeneratoare datorita neliniaritatii mari a caracteristicilor lor de iesire. Daca se utilizeaza dependenta frecventei tensiunii de iesire a indusului de viteza unghiulara a rotorului, se pot folosi pentru masura turatiei. Frecventa urmatoare de rotatie se determina ca numar de frecvente ale impulsurilor de iesire in unitatea de timp prin frecventmetru.

Generatoare

Fig.5.32 Tipuri de rotoare ale GS: a) rotor de forma in stea; b) rotor cu dispunerea radiala a magnetilor cu piesele polare; c) rotor cu poli sub forma de gheara.

Motoare

Motoarele sincrone cu magneti permanenti au avantaje si dezavantaje analoage cu cele prezentate mai sus la GS.

a) b) c)

Fig.5.33 Constructii de baza ale rotorului motorului sincron:

a) cu dispozitie radiala a magnetilor permanenti;

b) cu dispozitie axiala a magnetilor permanenti; c) dependenta M=f(s) pentru acest caz.

In fig.5.33 sunt prezentate doua constructii de baza ale rotoarelor motoarelor sincrone: cu dispozitie radiala (a) si axiala (b) a magnetilor permanenti. In circuitul feromagnetic din tole al rotorului este plasata infasurarea de pornire scurtcircuitata. Sunt utilizate urmatoarele notatii: 1 - arbore; 2 - magnet permanent; 3 - rotor pachet rotoric; 4 - infasurare in scurtcircuit; 5 - bara nemagnetica.

Particularitatea in procesul de pornire al motoarelor sincrone cu magneti permanenti in comparatie cu cele excitate electromagnetic este aceea ca la rotire in infasurarea statorica datorita actiunii magnetilor permanenti se induce t.e.m. proportionala cu Aceasta t.e.m. determina trecerea curentului prin infasurarea statorica cu frecventa si se creaza momentul rezistent Caracteristica mecanica rezultanta in rotatie are cadere (sea) in apropiere de a carei existenta trebuie considerata la pornirea motoarelor sincrone cu magneti permanenti.

In figura, curba este momentul asincron, creat de curentii din infasura-rea de pornire in scurtcircuit si campul invartitor al infasurarii statorice, este momentul rezistent (invers) de actiune inversa, iar este momentul rezultant activ. Intrarea in sincronism are loc la alunecari de ordinul catorva procente si depinde de momentul sincronizarii si de raportul dintre momentele de sarcina si de inertie la arborele masinii (fig.5.33 c). La depasirea unghiului de functionare stabila, motorul sincron iese din sincronism.

2. Motoare sincrone reactive si cu histerezis

Statoarele acestor motoare sunt bifazate sau trifazate cu executie obisnuita ca la masina sincrona. Rotoarele au constructie care difera de cele examinate pana aici. Aceste diferente in principiul constructiei determina si principiile lor de functionare. Si a doua forma de motoare are constructii simple fara legaturi prin contacte alunecatoare si siguranta in exploatare.

Motorul reactiv

Constructia lui de principiu se observa din structura primara a echipamen-telor electromecanice cu partea mobila in rotatie din fig.5.34. Rotorul motorului reactiv este cu poli aparenti, fara infasurare de excitatie si magneti permanenti. Se noteaza cu: 1 - pachetele feromagnetice care formeaza polii; 2 - infasurari de pornire in scurtcircuit (in varianta c, 2 este piesa turnata din aluminiu). Datorita reluctanței diferite a fluxului magnetic, polii rotorului se orienteaza dupa axa campului magnetic statoric datorita actiunii fortelor tangentiale Aceste forte creaza momentul care roteste rotorul pana in pozitia de minima reluctanța pe drumul fluxului magnetic al infasurarii statorice, flux ce se roteste in spatiu cu viteza sincrona. Momentul masinii neexcitate, care roteste rotorul, este determinat de a doua componenta a expresiei (5.30):

(5.31)

Unghiul depinde de sarcina motorului reactiv deoarece la momentul de sarcina si

a) b) c)

Fig.5.34 Motorul reactiv: a) principiu constructiv si functional; b) pachetul de tole rotorice este perpendicular pe arbore; c) pachet de tole rotorice paralel cu arborele.

Executii practice ale rotorului se prezinta in fig.5.34 b si c unde sunt prezentate constructii cu pachetul 1 din tole de otel electrotehnic perpendiculare pe arbore (b) sau pachetele 1 din tole de otel electrotehnic paralele cu arborele (c).

Cu 2 este notata infasurarea in scurtcircuit care poate fi executata cu bare profilate sau prin lipirea cavitatilor dintre pachetele de aluminiu. Motoarele reacti-ve au si relativ mici, dar sunt simple ca constructie si au siguranta in exploatare.

Motorul cu histerezis

Constructia de principiu a motorului cu histerezis este indicata in fig.5.35 a. Statorul 1 nu are particularitati constructive. Rotorul 2 se executa din materiale magnetice special selectate, cu pierderi de histerezis ridicate sau se compune din doua parti. Prima parte a rotorului este realizata din material magnetic dur, iar a doua parte din material magnetic moale sau nemagnetic.

Momentul de rotatie al motorului cu histerezis se bazeaza pe diferenta principala in utilizarea materialelor magnetice dure pentru magnetii permanenti de excitatie cu rezistenta la magnetizare si acelor pentru motoarele cu histerezis. In cel de al doilea caz se lucreaza cu materiale magnetice dure cu ciclu larg de histerezis, care se magnetizeaza datorita actiunii campului magnetic statoric si determina rotirea rotorului prin intermediul lui

Momentul de histerezis se creaza datorita fortelor tangentiale dintre polii statorici si rotorici. Directiile celor doua campuri sunt defazate cu unghiul El depinde de forma materialului si de constructia rotorului (compact sau din tole). Daca se neglijeaza pierderile datorate curentilor turbionari, pierderile de baza in procesul de magnetizare ciclica vor fi pierderile prin histerezis.

a) b) c)

Fig.5.35 a) Constructia de principiu a motorului cu histerezis;

b) unghiul γ<(; Φ_R); c) dependeta M=f(s);

In fig.5.35 b este prezentat unghiul spatial dintre t.m.m. determinata de curentul statoric I si fluxul rotorului Unghiul este proportional cu pierderile la magnetizare ciclica, care depind de latimea ciclului de histerezis. Pentru materialele utilizate si constructii realizate, este in limitele aproximative Rotirea rotorului se datoreaza cuplului de histerezis cand frecventa de magnetizare ciclica se determina de catre s, .

Unghiul de sarcina trebuie sa fie mai mic decat In caz contrar rotorul iese din sincronism si functioneaza ca asincron. Atunci cuplului i se adauga si , care se obtine datorita curentilor turbionari din stratul de histerezis compact. Momentul suplimentar se obtine si daca bucsa interioara este din material compact nemagnetic sau magnetic.

In fig.5.35 c este indicata caracteristica mecanica. Momentul rezultant este suma dintre momentul de histerezis si momentul asincron

Motoarele cu histerezis sunt motoare electrice fara contacte cu constructie simpla, sigure in pornire si exploatare. Ca dezavantaje se retin indicatorii energetici scazuti.

3. Masini inductoare

Generatoare inductoare

Generatoarele inductoare sunt GS speciale destinate obtinerii de curent alternativ cu frecventa ridicata pana la cativa zeci de kHz, in timp ce puterea lor ajunge pana la sute de kW. Se utilizeaza in statii de radiolocatii, transport la viteza ridicata, in instalatii electro-termice s.a. Constructia GS inductoare se diferentiaza substantial de aceea a GS traditionale. La acestea nu se poate obtine cresterea frecventei tensiunii de iesire, care rezulta din dependenta Aceasta rezulta din imposibilitatea cresterii turatiei datorita limitarilor impuse de puterea mecanica necesara. Nu este admis a se creste prin cresterea numarului de poli datorita limitarii in distributia lor. In fig.5.36 a este prezentata una dintre constructiile GS de inductie. Infasurarile de excitatie 1 si a indusului 2 se dispun in stator. Rotoarele 3 la toate variantele GS inductoare sunt fara infasurari si au numar mare de dinti pe circumferinta lor. Se executa din tole de otel electrotehnic.

Fig.5.36 O varianta constructiva a GS inductor (a); b) statorul si rotorul pentru GS inductor;

c) variatia B_δ pe lungimea intrefierului

Datorita dintilor rotorului, reluctanta intrefierului are componenta variabila. Aceasta determina si pulsatii in curba distributiei Daca 4 (fig.5.36 b) este sta-torul, iar 5 - rotorul, 6 reprezinta variatia lui pe lungimea intrefierului. Aceasta contine doua componente: constanta - si variabila care prezinta pulsatii de la (in fata crestaturii) pana la (in fata dintelui). Campul magnetic constant este imobil, iar cel variabil se roteste cu turatia, determinata de modificarea pozitiei dintilor rotorici. Acest camp induce in infasurarea indusului t.e.m. cu frecventa , unde este numarul de dinti ai rotorului iar n - turatia rotorului.

Pe langa constructia prezentata cu excitatie radiala exista si aceea cu excita-tie axiala. La generatoarele de frecventa ridicata (peste 3000 Hz) se practica si danturarea circuitului magnetic statoric.

GS inductoare sunt sigure in exploatare datorita absentei infasurarilor in rotor si legaturii prin contact, dar au mai coborat decat acelea cu constructie traditionala.

Motoare reductoare

Constructiile sunt analoage GS inductoare ce se folosesc si ca motoare. La motoarele sincrone de acest gen, este complexa problema obtinerii turatiilor mici la arborele de iesire . Aceasta este esentiala la motoarele de mica putere (pana la 100 W) in mecanismele automatizate unde este necesara o turatie stabila si strict determinata. Motoarele reductoare pot fi cu excitatie electro-magnetica, cu magneti permanenti sau cel mai adesea - fara excitatie (reactive). In fig.5.37 a este prezentata schema motorului reductor reactiv, unde 1 este statorul cu infasurarea de c.a. 2 si rotorul dintat 3 fara infasurari.

a) b)

Fig.5.37 a) Motorul reactiv reductor(schema); b)principiul de functionare al acestui tip de motor.

Infasurarea statorului este plasata in crestaturi, iar cea rotorului in crestaturi. Obisnuit Principiul de functionare al motorului reactiv reduc-tor se poate explica prin fig.5.37 b. El se bazeaza pe momentul reactiv, care roteste dintii rotorici (cel mai adesea in doua sensuri opuse) pana la pozitia simetrica fata de dintii statorici opusi. Spre exemplu, in momentul initial, unul in fata celuilalt sunt dintii 1 ai statorului si rotorului. Dupa rotirea fazorului fluxului magnetic sta-toric cu unghiul momentul reactiv roteste rotorul pana in noua pozitie 2-2, la care reluctanta pe drumul fluxului este minima - la unghiul

Din figura se vede ca unghiul este mult mai mic decat Unghiul si frecventa de rotatie a rotorului sunt:

(5.32)

Din relatiile obtinute se poate stabili ca la motorul cu rezulta ca adica si Daca

Dezavantajele acestor motoare sunt: moment de rotatie mic, mic - Avantajele lor: simplitatea si siguranta constructiei si viteza de iesire mica fara utilizarea transmisiei mecanice.

4. Masina sincrona, asincronizata

La functionarea in paralel a masinii sincrone cu reteaua electrica se obtin regimuri, in care la cresterea unghiului rotorul incepe a se roti cu turatia (iesire din sincronism). Alunecarea in aceste cazuri este in jur de Masina sincrona functioneaza ca asincrona si in procesul de pornire al motorului sincron si la autosincronizarea GS. In aceste conditii masina sincrona functioneaza stabil dar cu parametrii variabili - cresterea curentului si a pierderilor, variatia frecventei t.e.m.

Masina sincrona in executie obisnuita are o infasurare de excitatie in c.c. in inductor, al carui camp magnetic este orientat dupa axa d. Daca in inductor se plaseaza doua infasurari perpendicular reciproce - dupa axele si ele pot fi alimentate de la o sursa bifazata de c.a. cu frecventa Acelasi efect se obtine si la infasurarea trifazata de c.a., analoaga cu cea din motorul asin-cron cu rotor bobinat.

Astfel de masini sincrone, la care prin infasurarea polifazata rotorica trec curenti cu frecventa se numesc, asincronizate. Ele sunt realizate si se folosesc ca generatoare in centralele eoliene, centrale cu hidroacumulare, generator - motor in centralele hidroelectrice utilizate in functionarea de varf; motoare cu posibilitate de reglare a vitezei de rotatie la frecventa constanta a retelei.

La GS asincronizate exista posibilitatea de mentinere constanta a frecventei curentilor in indus, cand viteza de rotatie la arbore este variabila. Prin variatia raportului dintre curentii de excitatie din infasurarile longitudinala si transversala, deci si a pozitiei spatiale a fazorilor t.m.m. de excitatie se pot regla independent puterile activa si reactiva. Schema de principiu a unui astfel de GS este indicata in fig.5.38, din care se observa ca functionarea ca GS nu se poate obtine fara un sistem complex de automatizare pentru comanda excitatiei in rotor si a intregii functionari a GS si a instalatiei de antrenare.

Exemplu, pentru generatorul eolian este necesara:

stabilizarea turatiei de rotire;

limitarea puterii la viteza mare a vantului si reducerea oscilatiilor excitatiei la viteze peste viteza maxim admisa, inclusiv masuri de franare electrica s.a.

Fig.5.38 Schema de principiu a GS asincronizat

5.11. Motoare pas cu pas

Motoarele pas cu pas sunt masini sincrone, care transforma semnalele de intrare ca impulsuri electrice in unghiuri discrete sau deplasari liniare, numite pasi. La frecventa mare a impulsurilor, miscarea pas cu pas trece in miscare de rotatie continua. Motoarele pas cu pas se pot produce in serii arbitrare cu pasi in doua sensuri de rotatie fara erori in functionarea lor. Impulsurile electrice de comanda pot fi unipolare sau bipolare.

Principiul de executie si constructii

Principiul constructiv al motoarelor pas cu pas, indeosebi al rotoarelor, este asemanator cu cel al masinilor sincrone. Se utilizeaza constructia, in care in stator exista un numar mare de infasurari concentrate si plasate pe poli aparenti.

Infasurarile se alimenteaza succesiv de la sursa de comanda cu impulsuri unghiulare exacte. Din aceasta, rezulta ca fazorul fluxului magnetic se roteste in spatiu, pozitia lui fiind determinata de axa infasurarii alimentate in momentul examinat. Rotoarele motoarelor pas cu pas sunt de trei tipuri:

activ cand este magnet permanent;

reactiv cilindru cu suprafata danturata din material magnetic moale ca la motoarele sincrone reactive;

hibride in a carui constructie se utilizeaza cele doua principii de mai sus - magnet permanent si suprafata danturata din material magnetic moale.

In fig.5.39 se prezinta constructii reale ale motoarelor demontate cu statoare-le si rotoarele citate in cele 3 variante: a - activ; b - reactiv; c - hibrid. Statoarele prezentate au constructii caracteristice pentru toate motoarele pas cu pas.

Principiul de comanda al motoarelor pas cu pas

Dupa obtinerea semnalului de intrare de la dispozitivul de comanda la infa-surarile statorului, rotorul motorului pas cu pas se roteste. El se fixeaza pe directia fluxului magnetic care se excita datorita actiunii curentului prin infasurarile ali-mentate ale statorului (cel mai adesea - una sau doua).

Fig.5.39 Constructii reale a motoarelor pas cu pas demontate:

a) cu rotor activ; b) cu rotor reactiv; c) cu rotor cilindric.

In fig.5.40 se prezinta constructia unui motor pas cu pas cu rotor activ impreuna cu doua scheme de principiu pentru comanda lor.

a  b

Fig.5.40 Constructia motorului pas cu pas cu rotor activ impreuna cu schemele de principiu privind comanda lor: a) cu punct median conectat la sursa de alimentare fara modificarea polaritatii impulsului de alimentare; b) fara punct median, cu comanda bipolara;

Cele doua faze A si B ale statorului au acelasi numar de poli N si S. Diferen-ta consta in aceea ca infasurarile din fig.5.40 a au punctul median scos si conectat la sursa de alimentare, iar in schema din fig.5.40 b nu exista punct median.

Pentru schema a cele doua iesiri de la A si B se conecteaza la cealalta pola-ritate a alimentarii prin intrerupatoarele comandate si Prin acest procedeu se formeaza cate doua jumatati de faza A si B si care se conecteaza inde-pendent la sursa de impulsuri electrice cu tensiunea Din schema se vede ca prin si trec curenti de polaritati inverse fata de A si B, care creaza in polii fazelor fluxuri magnetice de sensuri opuse. Exemplu, pentru prima faza alimentata mai sus A - polul este N, iar la functionarea lui - polul este S. Dupa acelasi procedeu se modifica polaritatile pentru B si

c

Fg.5.40 c Pozitiile rotorului motorului pas cu pas in timpul unei rotatii complete

In prima pozitie, polii sunt conectati la alimentare prin pozitiile 1 si 3 ale intrerupatoarelor pentru A si B. Rotorul se fixeaza in pozitia stabilita de fluxul rezultant al celor doua faze (poz. I). Dupa ce se trece de la iesirea 1, la iesirea 2, se alimenteaza si B. Polaritatea polilor primei faze se modifica si rotorul se roteste cu unghiul (poz. II). Urmeaza alimentarea lui si de la iesirile 2 si 4, cand rotorul executa in sens direct urmatorul pas de (poz. III).

Rotorul se roteste in pozitia IV prin conectarea la iesirile 1 si 4 a lui A si - din nou inca cu La urmatoarea schimbare (functioneaza A si B) se ajunge la pozitia initiala I.

In cazul examinat din fig.5.40 a nu exista modificare a polaritatii impulsu-rilor de comanda, prezentate in fig.5.40 d. Acest regim de comanda este unipolar.

Principiul comenzii bipolare este prezentat in fig.5.40 b.

In acest caz infasurarile de faza A si B nu au punct median comun. Schimbarea sensului curentului in faze, respectiv polaritatii polilor se obtine prin trecerea curentului prin intreaga infasurare. Aceasta se obtine prin intermediul intrerupatoarelor bipolare si

Functionarea motorului pas cu pas din fig.5.40 b se explica potrivit aceluiasi procedeu ca in fig.5.40 a. In pozitia I infasurarile A si B sunt conectate la sursa prin iesirile 1 ale intrerupatoarelor si ce determina sensurile curentilor prin infasurari si polaritatea polilor. Dupa deconectarea lui de la iesirea 1 si conectarea lui la iesirea 2, curentul din faza A schimba sensul si polaritatea polilor lui A de asemenea se schimba - pozitia II. Rotorul se roteste cu potrivit sensului noului flux rezultant.

Dupa schimbarea iesirilor lui de la 1 la 2 se obtine polaritatea inversa a curentului si prin faza B, cum si polaritatea inversa a polilor ei. Potrivit orientarii fluxului rezultant rotorul se roteste cu unghi de in pozitia III. Pozitia IV a rotorului se obtine dupa cuplarea de la iesirea 2 la iesirea 1 a lui Pozitia initiala I este dupa pasul rotorului cu cand din nou intrerupatoarele si sunt in pozitia 1. Daca variatia polaritatii are loc in serie inversa, rotirea va avea loc in sens invers.

Variatia semnalelor de comanda este bipolara. Este prezentata in al doilea sistem de coordonate din fig.5.40 d pentru fazele A si B.

d

Fg.5.40 d Variatia bipolara a polaritatii semnalelor de comanda

Posibilitati de reducere a pasilor

Functionarea motoarelor pas cu pas din fig.5.40 se caracterizeaza prin misca-rea rotorului cu pas complet. In cazul in care la motorul bifazat este o pereche de poli pe faza, atunci acest unghi este de Unghiul se determina din expresia:

Miscarea de rotatie neintrerupta (continua) se obtine prin aplicarea repetata a impulsurilor. La functionarea motoarelor pas cu pas se obtin unghiuri mici de rotatie a rotorului. Reducerea pasului se face in principiu potrivit urmatoarelor procedee:

alegerea potrivita a variantei motorului pas cu pas;

perfectionarea schemei de comanda a alimentarii infasurarilor.

In functie de aplicatii, se utilizeaza constructii care se perfectioneaza conti-nuu. Motoarele cu rotor activ au moment relativ mare si pozitionare stabila datorita magnetului permanent. Pentru reducerea pasului din punctul de vedere al constructiei, ele se executa cu cateva statoare inseriate, dispuse cu un unghi deter-minat unul fata de altul. Rotoarele sunt din materiale magnetice dure cu inductie remanenta mare. Se magnetizeaza zonele ce formeaza polii rotorici. Acest motor este prezentat in fig.5.41 a (ca si in fig.5.39 a), unde:

1 - rotorul in cele doua forme; 2 - statorul inferior; 3 - statorul superior;

4 - infasurarea statorului inferior; 5 - infasurarea statorului superior;

6 - piesa polara superioara a statorului superior;

7 - piesa polara inferioara a statorului superior.

Fig.5.41 Motoare pas cu pas: a) cu doua statoare; b) cu numar mare de poli in stator si in rotor si piese polare danturate; c) motor pas cu pas cu rotor hibrid.

Motoarele reactive se alimenteaza cu impulsuri unipolare. Ele se executa cu numar mare de poli in stator si in rotor deoarece se dantureaza inclusiv si piesele polare (fig.5.41 b si fig.5.41 b). Motoarele pas cu pas cu rotor hibrid au constructie complexa pentru rotor. El are magnet permanent plasat intre doua bucsi (camasi) dintate. Aceste piese danturate sunt rotite una fata de cealalta cu jumatate din latimea dintelui. Magnetul permanent este magnet alcalin si acesta determina polarizatia inversa a bucselor dintate.

Comanda pasilor

Principiul de functionare al motorului din fig.5.40 consta in deplasarea rotorului cu pas complet (in cazul ). In functie de comanda, rotatia se poate realiza cu unghi de (jumatate de pas); cu unghi de (sfert de pas).

Daca pentru motorul din fig.5.40 b notam cu A si B functionarea la sensul pozitiv al curentilor, iar cu si - la sensul negativ, se poate arata diferenta in pozitia polilor S-N la pas intreg, pe jumatate si pe sfert. Steaua din fig.5.42 a indica pozitia rotorului (S-N), care corespunde la pas complet (fig.5.40). Liniile pline, cu sageti, indica orientarea polilor N-S. In fig.5.42 b este data steaua pozitiilor rotorului la jumatate de pas. In timp ce in primul caz, curentul trece totdeauna prin doua infasurari, aici aceasta este valabila pentru primul, al treilea, al cincilea pas s.a.m.d. Pentru cel de-al doilea, al patrulea, al saselea pas s.a.m.d., curentul trece numai prin una din cele doua infasurari A si B. Pentru rotirea completa a rotorului sunt necesari 8 pasi

In fig.5.42 c este prezentata realizarea regimului cu 4 pasi. Noua pozitie a rotorului dintre cele doua pozitii cu semipas se pot obtine, daca se conecteaza si jumatatile infasurarilor A si B - pozitiile 2, 4, 6 s.a.m.d. Pentru pozitiile 3, 7, 11, 15 se alimenteaza cu curent in sens direct sau invers intregile faze independente, iar pentru pozitiile 1, 5, 9, 13 - simultan doua faze A sau si B sau

A'

A'

A'

A'

A'

A'

Fig.5.42 Pozitiile rotorului pentru diferiti pasi: a) pas complet;

b) pentru pas pe jumatate; c) regimul cu patru pasi.

Masuri de imbunatatire a functionarii motoarelor pas cu pas

Cresterea numarului de impulsuri, respectiv a pasilor, ridica probleme legate de functionarea rapida si exactitatea in stabilirea pasilor. Impulsurile tensiunii de alimentare sunt dreptunghiulare. Deoarece infasurarile statorice au inductivitate importanta, curentul la conectarea infasurarii variaza ca in procesele tranzitorii din circuite RL cu constant de timp , cum se prezinta in fig.5.43 a.

La viteza mai mare de crestere a curentului se poate obtine daca se folosesc unele variante:

prin reducerea constantei de timp (prin conectare de si tensiune U ridicata;

prin doua nivele ale tensiunii de alimentare si prin comanda mai complexa,

dupa cum se aplica impulsul de comanda (chopper - de comanda) si se alege tensiunea de alimentare suficient de mare.

In primul caz se obtine: dar pe apar pierderi excesive (inutile).

In al doilea caz este necesara o sursa cu doua nivele de tensiune si La inceput se aplica tensiunea inalta si curentul creste rapid. Dupa un timp stabilit alimentarea se comuta la tensiunea Aceasta varianta de comanda ofera rezultate mai bune la moment de antrenare ridicat si cresteri a frecventei impulsu-rilor de comanda.

Forma impulsurilor de curent si variatia lui la comanda prin impuls cu doua nivele de tensiune se prezinta in fig.5.43 b.

Comanda prin impuls este ilustrata in fig.5.43 c. Aceasta metoda ofera indicii cei mai buni pentru accelerarea motorului fara a se inrautati

La motoarele pas cu pas se defineste frecventa de sensibilitate. Aceasta este frecventa maxima a impulsurilor pentru care rotorul se roteste cu unghiul dat fara a se omite pasul. Acest indicator depinde sensibil de mijloacele examinate de comanda si este mai bun decat la comanda prin impuls.

Fig.5.43 Variatia curentului prin infasurari: a) ca in procesele tranzitorii din circuitele RL;

b) la comanda prin impuls cu doua nivele de tensiune; c) comanda prin impulsuri.