O servo motor Omron é um elemento de controle de malha aberta que converte sinais de pulso elétrico em deslocamento angular ou deslocamento linear. No caso de não sobrecarga, a velocidade e a posição de parada do motor dependem apenas da frequência e do número de pulsos do sinal de pulso, e não são afetadas pelas alterações de carga, ou seja, quando um sinal de pulso é adicionado ao motor, o o motor gira um ângulo de passo. A existência desta relação linear, aliada às características dos motores de passo que apresentam apenas erros periódicos, mas sem erros cumulativos, torna muito simples o uso de motores de passo para controlar velocidade, posição e outros campos de controle.
Como o princípio de funcionamento do motor de passo reativo é relativamente simples, o princípio do motor de passo reativo trifásico é descrito abaixo.
Princípio do motor de passo reativo trifásico
1. Estrutura:
O rotor do motor é distribuído uniformemente com muitos dentes pequenos. Os dentes do estator possuem três enrolamentos de excitação e seus eixos geométricos são escalonados com os eixos dos dentes do rotor. 0, 1/3, 2/3, (a distância entre os eixos de dois dentes adjacentes do rotor é o passo do dente, expresso em て), ou seja, A está alinhado com o dente 1, B está escalonado 1/3 para a direita com o dente 2, C está escalonado 2/3 para a direita com o dente 3 e A' está alinhado com o dente 5 (A' é A e o dente 5 é o dente 1). A seguir está o diagrama de expansão do estator e do rotor:
2. Rotação:
Se a fase A estiver energizada e as fases B e C não estiverem energizadas, o dente 1 fica alinhado com a fase A devido ao efeito do campo magnético (o mesmo se aplica abaixo quando o rotor não está sujeito a nenhuma força). Se a fase B estiver energizada e as fases A e C não estiverem energizadas, o dente 2 deverá estar alinhado com a fase B. Neste momento, o rotor se move 1/3 para a direita e o dente 3 está deslocado da fase C em 1/3, e o dente 4 está deslocado da fase A em (-1/3) = 2/3. Se a fase C estiver energizada e as fases A e B não estiverem energizadas, o dente 3 deverá estar alinhado com a fase C. Neste momento, o rotor se move 1/3 para a direita novamente e o dente 4 está deslocado da fase A em 1/3 . Se a fase A estiver energizada e as fases B e C não estiverem energizadas, o dente 4 estará alinhado com a fase A e o rotor se moverá 1/3 para a direita. Depois que as fases A, B, C e A são energizadas, o dente 4 (o dente antes do dente 1) se move para a fase A e o rotor do motor gira um passo do dente para a direita. Se você continuar pressionando A, B, C, A... para ligar, o motor girará para a direita 1/3 por passo (por pulso). Se você pressionar A, C, B, A... para ligar, o motor irá reverter.
Pode-se observar que a posição e a velocidade do motor estão em correspondência biunívoca com o número de tempos de condução (número de pulso) e a frequência. A direção é determinada pela sequência de condução. No entanto, por uma questão de torque, estabilidade, redução de ruído e ângulo, o estado de condução de A-AB-B-BC-C-CA-A é frequentemente usado, o que altera o passo original de 1/3 para 1/6 de passo. Mesmo através de diferentes combinações de correntes bifásicas, 1/3 passo pode ser alterado para 1/12 passo, 1/24 passo. Esta é a base teórica básica para o acionamento de subdivisão do motor.
Não é difícil inferir que existem enrolamentos de excitação de fase m no estator do motor, e seus eixos estão desviados dos eixos dos dentes do rotor em 1/m, 2/m...(m-1)/m, 1. E o motor pode ser controlado para girar para frente e para trás de acordo com uma determinada sequência de fases - esta é a condição física da rotação. Desde que esta condição seja atendida, podemos teoricamente fabricar motores de passo de qualquer fase. Por questões de custo e outras considerações, duas, três, quatro e cinco fases são geralmente mais comuns no mercado.
3. Torque: Assim que o motor for ligado, um campo magnético (fluxo magnético Ф) será gerado entre o estator e o rotor. Quando o rotor e o estator são deslocados em um determinado ângulo, é gerada uma força F, que é proporcional a (dФ/dθ). Seu fluxo magnético Ф=Br*S. Br é a densidade do fluxo magnético, S é a área magnética condutora, F é proporcional a L*D*Br. L é o comprimento efetivo do núcleo, D é o diâmetro do rotor, Br=N·I/RN·I são os amperes-espiras do enrolamento de excitação (corrente multiplicada pelo número de voltas) e R é a resistência magnética. Torque = força*raio. O torque é proporcional ao volume efetivo do motor*ampere-voltas*densidade magnética (considerando apenas o estado linear). Portanto, quanto maior o volume efetivo do motor, maiores serão os amperes-espiras de excitação, menor será o entreferro entre o estator e o rotor e maior será o torque do motor e vice-versa.
