Motor paso a paso de reluctancia variable

El principio de Motor paso a paso de reluctancia variable se basa en la propiedad de las líneas de flujo que capturan el camino de baja reluctancia. El estator y el rotor del motor están alineados de tal forma que la reluctancia magnética es mínima. Hay dos tipos de motores paso a paso de reluctancia variable. Son los siguientes:

Motor de reluctancia variable de pila simple
Motor de reluctancia variable de pila múltiple

Funcionamiento de un motor paso a paso de reluctancia variable

A continuación se muestra un motor paso a paso de reluctancia variable de cuatro fases o (4/2 polos) de una sola pila. Aquí, (4/2 polos) significa que el estator tiene cuatro polos y el rotor tiene dos polos.

Motor paso a paso de reluctancia variable fig 1

Las cuatro fases A, B, C y D están conectadas a la fuente de CC con la ayuda de un semiconductor, interruptores SA, SB, SC y SD respectivamente, como se muestra en la figura anterior. Los devanados de fase del estator se energizan en la secuencia A, B, C, D, A. El rotor se alinea con el eje de la fase A cuando se energiza el devanado A. El rotor es estable en esta posición y no puede moverse hasta que se desenergice la fase A.

Ahora, la fase B está excitada y la fase A está desconectada. El rotor se mueve 90 grados en el sentido de las agujas del reloj para alinearse con el campo de entrehierro resultante que se encuentra a lo largo del eje de la fase B. De manera similar, se energiza la fase C, se desconecta la fase B y el rotor se mueve nuevamente 90 grados para alinearse. con el eje de la fase.

Por lo tanto, a medida que las fases se excitan en el orden A, B, C, D, A, el rotor se mueve 90 grados en cada paso de transición en el sentido de las agujas del reloj. El rotor completa una revolución en 4 pasos. La dirección de la rotación depende de la secuencia de cambio de fase y no depende de la dirección de la corriente que fluye a través de la fase. Por lo tanto, la dirección se puede invertir cambiando la secuencia de fase como A, D, C, B, A.

La magnitud del ángulo de paso del motor de reluctancia variable se da como: variable-reluctancia-paso a paso-motor-eq-1

Donde,

α es el ángulo de paso
ms es el número de fases del estator
Nr es el número de dientes del rotor

El ángulo de paso se expresa como se muestra a continuación: variable-reluctancia-paso a paso-motor-eq-2

Donde, NS son los polos del estator

El ángulo de paso se puede reducir de 90 grados a 45 grados en el sentido de las agujas del reloj excitando la fase en la secuencia A, A+B, B, B+C, C, C+ D, D, D+A, A.

De manera similar, si la secuencia se invierte como A, A+D, D, D+C, C, C+B, B, B+A, A, el rotor gira en un ángulo de paso de 45 grados en sentido antihorario.

Aquí, (A+B) significa que los devanados de fase A y B están energizados juntos. El campo resultante está a mitad de camino entre los dos polos. es decir, forma un ángulo de 45 grados con el eje del poste en el sentido de las agujas del reloj. Este método de cambiar la excitación de una fase a otra se conoce como micropasos. Al usar el motor paso a paso, se pueden obtener valores más bajos del ángulo de paso con varios polos en el estator.

Considere un motor de reluctancia variable de pila simple de 4 fases (8/6 polos) que se muestra en la siguiente figura:

motor-de-reluctancia-variable-fig-2

Los polos opuestos están conectados en serie formando 4 fases. El rotor tiene 6 polos. Aquí hemos considerado sólo la fase A para que la conexión sea sencilla. Cuando se excita la bobina AA’, los dientes del rotor 1 y 4 se alinean a lo largo del eje del devanado de la fase A. Así, el rotor ocupa la posición que se muestra en la figura (a) anterior.

Ahora, la fase A está desenergizada y el devanado de fase B está energizado. Los dientes del rotor 3 y 6 se alinean a lo largo del eje de la fase B. El rotor se mueve un paso del ángulo de fase de 15 grados en el sentido de las agujas del reloj. Además, la fase B se desactiva y el devanado C se excita. El rotor se mueve de nuevo en un ángulo de fase de 15⁰.

Se sigue la secuencia A, B, C, D, A, se completan los cuatro pasos de rotación y el rotor se mueve 60 grados en el sentido de las agujas del reloj. Para una revolución completa del rotor se requieren 24 pasos. Por lo tanto, se puede obtener cualquier ángulo de paso deseado eligiendo diferentes combinaciones del número de dientes del rotor y bobinas de excitación del estator.