Da qualche decina
d’anni, alle classiche macchine elettriche rotanti, quali
alternatore e motore asincrono, si sono aggiunti altri 2
tipi di macchine di tipo sincrono, il motore
Brushless, letteralmente senza spazzole ed il motore
passo-passo, detto anche Stepping motor. La loro
diffusione è stata favorita soprattutto dalla notevole
evoluzione ottenuta dall’elettronica sia di potenza sia di
controllo, che li ha resi molto versatili, soprattutto nel
campo dell’automazione di qualsiasi tipo.
Questi tipi di motore trovano notevoli applicazioni sia in
campo industriale sia in campo civile, come ad esempio il
controllo degli assi nelle macchine utensili a controllo
numerico (CN), l’azionamento di tavole girevoli, lo
spostamento delle testine di stampanti o plotter, l’apertura
graduale di valvole a portata variabile per liquidi o gas,
le varie movimentazioni di robot e posizionatori, ed altre
situazioni dove si richiedono degli spostamenti molto
precisi. Tra i due il più diffuso è il motore Passo-passo, che
vanta una notevole economicità, pochi euro per i piccoli
motori, molta precisione nei movimenti e facilità
d’utilizzo. Gli unici inconvenienti sono dovuti alla coppia
relativamente bassa, che li rende inadatti a situazioni di
lavoro, ed inoltre non possono superare una determinata
velocità. I motori passo-passo sono motori che, a differenza di tutti
gli altri, hanno come scopo quello di mantenere fermo
l'albero in una posizione di equilibrio: se alimentati si
limitano infatti a bloccarsi in una ben precisa posizione
angolare. Solo indirettamente è possibile ottenerne la
rotazione: occorre inviare al motore una serie di impulsi di
corrente, secondo un'opportuna sequenza, in modo tale da far
spostare, per scatti successivi, la posizione di equilibrio.E'
così possibile far ruotare l'albero nella posizione e alla
velocità voluta semplicemente contando gli impulsi ed
impostando la loro frequenza, visto che le posizioni di
equilibrio dell'albero sono determinate meccanicamente con
estrema precisione. I motori passo-passo si dividono
tradizionalmente in tre grandi gruppi: motori a magnete
permanente, motori a riluttanza variabile e motori ibridi;
questi ultimi sono i migliori.
I vantaggi dei motori
passo passo: E' possibile realizzare azionamenti di
precisione controllati da computer in catena aperta, cioè
senza utilizzare sensori di posizione o di velocità. Sono
quindi utilizzabili con relativa semplicità e senza
richiedere particolare potenza di calcolo. Hanno un'elevata
robustezza meccanica ed elettrica: infatti non esistono
contatti elettrici striscianti e, se necessario, possono
essere realizzati anche in esecuzione completamente stagna.
E' facile far compiere all'albero piccole rotazioni angolari
arbitrarie in ambedue i versi e bloccarlo in una determinata
posizione. La velocità di rotazione può essere molto bassa
anche senza l'uso di riduttori meccanici.
Ovviamente hanno anche degli svantaggi :
richiedono sempre più circuiti elettronici per il
pilotaggio, in genere di tipo digitale. Hanno un
funzionamento a scatti e con forti vibrazioni, soprattutto
ai bassi regimi e se si adottano le tecniche di pilotaggio
più semplici. Il loro rendimento energetico è basso e, in
genere, la potenza meccanica e piccola. Hanno un costo
elevato, relativamente ad altri tipi di motore con analoghe
prestazioni. difficilmente raggiungono elevate velocità di
rotazione.
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