La forza det motore

motori costituiscono un di-

spositivo fondamentale in mi-

crorobotica. Dato che una del-

le caratteristiche inerenti ai

microrobot e la mobilita, per

ottenerla normalmente essi sono do-t:ti di rrnn n nir'r mnfnri rha nrndrr-

cono Ia rotazione delle ruote e i mo-

vimenti dei bracci e delle pinze. Nella

fotografia della figura sono mostrati

diversi modelli di motori elettrrci, fra i

piu utilizzati neìle applicazionicon ap-parecchiatu re elettroniche.

La funzione di un motore è con-vortiro l'onorni: olottrir: nol nirn dol

suo asse, per generare un movimento.rotatorio. Il principio su cui si basa il

funzionamento dei motori è supporta-+^ ^l-ll- | ^^^^ ..li tr-"-^|-,, I- ^' '-l^ 'litu udlld Ltrggc ur | ót ouoy, ro 9uorc ur-

Alcuni modelli di motori elettrici,utilizzati comunemente nelle apparecchiature elettroniche

FTUssO MAGNETICO

CONDUfiORE MOBIIE

Quando un conduttore si sposta all'internodi un campo magnetico, si generafra i suoi estremi una tensioneproporzionale alla velocità di spostamento.

SPIRA ROTANÎE

5e in un campo magneticosi fa girare una spira chiusa su unara<í<îanza P <í nanarz

I -^^ la 1++r^'ultd rut tenLe t ute H dLUdvefsa.

Applicando unatensi one a I le bob i ne del I' i ndotto,si produce unarotazone sul suo asse.

w?-.ai:r\\i)x *-*r.rt-t|Pigk*gÍ*li,

ce che quando un conduttore elettricosi muove all'interno di un campo ma-nnctiro si oenera fra isuoi estremiuna differenza di potenziale propor-

zionale alla velocità di spostamento,

come rappresentato graficamente nel-

la figura.Se invece di spostare un fìlo con-

duttore, all'interno del campo magne-

tico, si fa girare una spira con rl circur-

to chiuso su una resistenza. circolerà

attraverso di essa una corrente elettri-ca, che sparirà quando cesserà il movi-

mento della soìra.

CONVERSIONEDELTELEfiRICITAIN MOVIMENTO

La coppia motrice è il prodottodella forza per il raggio della puleggia.

SPIRA ROTANTE

-Vm +Vrn

La tensione esterna applicata agli estremi delle bobinedell'indotto collegate alle due parti del collettore, viene fornita tramite le spazzole

Nel caso di un motore, al posto dì una spira si ulilizza

un insieme di queste awolte su un nucleo magnetico,

che prende il nome di "indotto". Per ottenere il campo

magnetico al posto di un magnete permanente si utiliz-za un elettromagnete, che viene chiamato "induttore"

Quando I'indotto inizia a girare, all'interno del campo

magnetico creato dall'induttore, si ottiene una corrente

elettrica. Questo è il prìncipio applicato per la genera-

zione dell'energia elettrica, partendo dal movimento o

energia meccanica, come succede con le dinamo delle

biciclette.Dato che il fenomeno descritto per l'ottenimento

dell'energia elettrica è reversibìle, se si applica una ten-sione all'indot-to, cìrcoleràdella corrente^l^++.'-î î++rîctcLLt tLo oLLt o-

verso le sue bo-

bine, e si creerà

un campo ma-^^^+i-^ -r^^ ^-9rcuLU Lr rc dL--^^^i -+^lwPPrqrw LUr I

nrrplln .roAr^

tramite l'indut-tn ro m r rnrra rì

l'indotto facen-dolo girare sul

a-^>uu d>>c. \Jtd-zia alla I anno dir^^- ^,,-^.J^LattLt vuqrruwl,i^..l^++^ ^i.^ -irilru\JLLU Vild )l

produce una corrente fra le sue spire, denominata for-za controelettromotrice, che si oppone alla tensione

esterna applicata all'indotto e al passaggio della cor-

rente, la cui finalita è compensare le variazioni del flus-so magnetico, come rappresentato in figura.

La velocità di giro di un motore è il numero di rivo-

luzioni per minuto (r. p m ) o per secondo (r p s.), a cui

gira l'asse del motore. La coppia motrice è l'altro para-

metro fondamentaìe di questi dispositivi, ed esprime laforza che e capace di vincere, moltiplicata per rl raggio

della puleggia. Se ad esempio la puleggia accoppiata ad

un asse del motore deve sopportare un peso di 100 Kg

e ha un raggio di '10 cm, la coppia del motore sara di

100 x '10 = '1 .000 Kg.cm. Questo valore sarebbe moltopiu alto se la puleggia avesse un raggio di 30 cm, che

porterebbe a 100 x 30 = 3.000 Kg.cm, come riportatonella figura.

Esiste una formula molto semplice e chiara che met-te in relazione i tre narametri fondamentali di un moto-re: Coppia Motrice (P), Potenza in Watt (W) e Velocità

di Giro in r.p.m. (V).

V=0,95.(W/P)

IL COLLETTORE E LE SPAZZOLEDato che l'indotto gira su di un asse, per ricevere la ten-sione esterna applicata agli estremi delle sue bobine è

necessario I'ulilizzo di due elementi chiamatt spazzole,

che forniscono il contatto con i due estremi collegati al-Io Ir ro n:rti dol rnllotinro rnmo <i nr rn yadoro ^oll: f i-tE uuq Pqt Lt uqt LUttELLvtg, Lvtt tL Jt Puv vLuclc I lEllo ll-

gura in alto, in cui per maggior comprensione si è ri-dotto I'indotto a una sola spira.

':gffiJ

AWwnffiwl

I

W

*l-yi p c i p i*.g..*gtt e t*.1 i.,"*,f rsì,ì!iì:ìi,ì,ììì,,ììì,:l l$ùMgiìllì

Sequenza det movimentodi un motore

er spiegare in forma grafica gli eventi che sr

oroducono nel movimento dell'asse di un

motore alimentato con corrente continua(DCV), prenderemo in considerazione una

seouenza e ne analizzeremo i fenomeni che

si verificano. Nella prima figura si parte dalla posizione

inìziaìe dell'indotto, in cui circola una corrente che lomagnelizza con la polarità indicata nella figura stessa,

che come si puo vedere pone uno di fronte all'altro i

poli dello stesso segno dell'indotto e dell'induttore.

lnizialmente, il confronto dei poli dell'indotto e dell'induttoreprovoca la rotazione dell'asse.

Girando di 90", la posizione relativa dei poliorigina Ia forza di attrazione e repulsione che mantienela rotazione dell'asse.

Questo origina una forza di repulsione che provoca il

grro indicato nella figura, iniziando la rotazione dell'asse.

Nelìa figura successiva, sr suppone che l'asse abbia ruota-

to di 90' e la posizione relativa dei poli dell'induttore e

dell'indotto diano origine ad una forza di attrazione e di

repulsione che combinandosi mantengono il movimento

dell'asse, facendo continuare la rotazione.

Quando l'asse avrà ruotato di 180", saranno di frontei poli di segno opposto dell'indotto e deli'induttore, rl che

supporrebbe una forza di attrazione fra di loro, che ral-

lenterebbe la rotazione. Per evitare questa fermata e ot-

tenere il mantenimento della rotazione, sì inverte in que-

sto momento il verso della corrente elettrica che anraver-

sa le bobine, e dr conseguenza la polarità dell'indotto. ln

questo modo si torna alla situazione della prima figura,

mantenendo la rotazione e obbligando l'indotto ad un al-

tro giro di 180", per poi ripetere il ciclo alì'infinito.

Ad ogni rotazione di 180" si inverte la polarità della

tensione applicata tramite ìe spazzole alle due parti del

collettore che sono collegate agli estremi dell'awolgimen-to dell'indotto. In questo modo si mantiene in modo per-

manente la direzrone delle forze di repulsione e attrazio-

ne fra I'induttore e l'indotto, ottenendo il movimento

continuo dell'asse del motore.

Ruotando di 180" si invertono i poli della tensione

applicata all'indotto, invertendo cosi anche i poli magnetictSi ritorna alla situazione iniziale.

Motori q correnle continucr

TIPIDI MOTORI DCVA seconda delle carat-

teristiche costruttivedella parte fissa, statore

o induttore, e della par-

te mobile, rotore o in-

dotto, esiste un'estesagamma di motori a

corrente continua, fra

cui ricordiamo i se-

guent|:

Ad ogni giro di 180" del collettoresi produce I'inversione della polaritàdella tensione applicata all' indotto.

Motori con elettromagnete come induttoreSono destinati a controllare medie e grandi potenze; so-

no compostì da due avvolgimenti, uno per l'indotto e

uno per l'induttore, che a seconda dei collegamentidanno luogo a diverse alternative.

Motori con eccitazione separataLe bobine dell'indotto e dell'induttore sono seoarate.

Motori in serieGli avvolgimenti dell'induttore e dell'indotto sonocollegati in serie, e su entrambi circola la stessa

corrente. ll momento della partenza è critico, per-

ché circola una corrente molto alta e non c'è for-za controlelettromotrice, dato che il motore e an-cora fermo; per contro possiedono una buonaronnia di snrrnto e la velocita varia con il variarervvH,u

del carico sull'asse.

Motori in derivazioneLe bobine dell'indotto e dell'induttore sono col-leoate in narallelo dato che ricevono entrambe

la stessa tensione. Siccome l'indotto provoca un cam-po magnetico costante, la velocità di rotazione è co-

stante. La coppia di spunto è debole e la velocità mol-to uniforme.

Motori ad eccitazione compostaE un mix dei due sistemi precedenti, dato che l'indutto-re è formato da due avvolgimenti, uno dei quali e col-locato in serie e l'altro in parallelo con l'rndotto. La cop-pia di spunto è debole, pero la velocità è costante.Nella microrobotica troviamo dei motori molto interes-

santi che sono quelli senza armatura. Lo statore è for-mato da un magnete cilindrico cavo al cui interno si tro-va un rotore che supporta, senza nucleo, l'awolgimen-to dellp srp snirp Datn rhp sonn lpcrnori hanno unaJvs Jv,,L.

bassa inerzia, e non necessitano di alte tensioni alla par-

tenza, per cui sono ideali per i servomeccanismi.

lnterno dì un motorea corrente continua. Osserviamo gli awolgimenti del rotore

Presentazione dei quattro tipi piit significativi di motori DCV a seconda del tipo di collegamento delle loro bobine

i

i MOTORE IN SERIE MOTORE INDERIVAZIONE

i MOTORE ADECCITAZIONE COMPOSTA

INDUITORE

Mt-1.,0-Q-Q.-*

L€r---":

Motori cr coÍrente continuei

Le particotaritàdei motori PAP

nche se il motore PAP si alimenta con DCV

la rotazione del suo asse non è lineare ocontinua, dato che è realizzata sulla base di

salti, o passi, dello stesso angolo di giro, i

quali sono prodotti secondo la sequenza

degli impulsi applicati alla bobina dello statore. Ad ognipasso, l'asse gira del medesimo angolo, e questa qua-

lita è essenziale in molti dispositivi in cui si debba con-

trollare con precisione l'angolo di rotazione. come suc-

cede con le stampanti, i bracci elettromeccanici, gli

scanner, ecc.

Uno dei vantaggi piu importanti di questo tipo di

motori è che non sono necessari sensori o encoder per

determinare la posizione dell'asse, dato che questa re-

sta perfettamente fissata dal numero dei passi prodotti

dagli impulsi applicati alle bobine. Questi motori ven-.gono quindi utilizzati in tutte quelle applicazioni che

necessitano di un posizionamento sicuro ed esatto del-

l'asse.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTOll motore PAP è costruito da uno statore fisso formatoda vari awolgimenti indìpendenti posizionati su un ma-

teriale ferromagnetico, al cui interno può girare libera-

mente il rotore.La tensione di alìmentazione si applica alle bobine

dello statore in modo sequenziale, in questo modo sr ot-

Fotoqrafia di diversi tipi di motori PAP

Motori pcrsso q persso

tiene uno spostamento angolare del flusso magnetico,

che obbliga il rotore a muoversi per allinearsi davanti ai

poli di segno opposto, situazione in cui si ha la mag-giore forza di attrazione. Facendo riferimento allo sche-

ma deìla figura, collocando il commutatore rotante sul-

la posizione 2, si applica la tensione di alimentazione al-

la bobina 82. Questa sarà percorsa da una corrente l, laquale creerà un campo magnetico che obbligherà il ma-

gnete rotante ad orientarsi di fronte ad essa, in mododa porre uno di fronte all'altro i poli di segno opposto.

Spostando ìl commutatore sulla posizione 3, circola cor-

rente sulla bobina 83, che cambia il flusso magnetico

dello statore, e fa girare il rotore sino a rrallineare i poli

opposti. Se nel perimetro circolare dello statore ci sono

sei bobine, applicando in sequenza gli impulsi di corren-

ll commutatore rotanteseleziona la bobina che sarà attraversata dalla corrente.

te a queste bobine mediante il commutatore, il rotore si

sposterà ogni volta, riallineandosi con ogni bobina, gi-

rando a salti di 360/6 = 60o. Questo angolo di rotazioneprende il nome di "passo".

Se al posto di un commutatore meccanico appli-chiamo alle bobine dello statore una sequenza di im-pulsi di eccitazione. costanti e uniformi, ad una fre-quenza F, il numero di rivoluzioni per secondo dell'asse

del motore, sarà dato dal quoziente fra la frequenza

degli impulsi e il numero delle bobine presenti nello

statore. ll verso del giro sarà determinato dalla direzio-

ne della sequenza di eccitazione delle bobine.

BOBINA DETLO pjSTATORE

82 il ssIt. g .r

BT

t

otf- ot'A COMMUTATORE

T RoTANTE

J* r."r,o,u, o,

o_ ALTMENTAZTONE

TIPI DI MOTORI PAPA seconda della tecnologia impiegata nella costruzionedel rotore, distinguiamo due tipi di motore. Lo statore e

sempre costruito con un supporto di materiale ferro-magnetico sul quale sono distribuite uniformemente le

bobine indipendenti. ll rotore può essere un magnetepermanente, oppure puo essere costruito con un nu-cleo di ferro dolce cilindrico con denti incisi lonqitudi-nalmente sulla superficie.

MOTORI PAP A MAGNETE PERMANENTEll rotore è una calamita fortemente magnetizzata, chepuò girare liberamente all'interno dello statore, e ten-derà sempre ad allinearsi con il campo magnetico crea-

to dalla bobina dello statore che in quel momento sta

ricevendo l'impulso di alimentazione, come si puo ve-

dere nella figura.

MOTORI PAP A RILUTTANZA VARIABILEll rotore è un cilindro di ferro dolce con denti incisi sul-

ìe <rrnarf irio

Lo statore è

formato da va-

rie bobine a cui

si applicano gli

impulsi di cor-ronTo nor ml-anolizz arlo i n

successione.L'azionamentodel motore è

prodotto dal-l'attrazionedello statoresopra uno del

denti del roto-

Motore PAP a magnete permanente, il cui statore si componedi due bobine situate su entrambi gli estremi dell'immagine.

ll rotore è un magnete rotante, che orienta isuoi poli con la bobina dello statoreche in quel momento riceve l'alimentazione.

Motori pcrsso cr pcrsso

re per diminui-re la riluttanza

del circuito ma-gnetrco.

Descriviamo

il comporta-mento di un

motore con treavvolgimenti,81, 82, 83 nel-

lo statore e con

4 denti: D1,

D2, D3 e D4.

^,,^^l^ -i -^vudruu )r dp-plica l'impulsoor corrente aB1 il rotore vie-

ne attratto, si-

no a che ìl den-te più vicino,D1, si allinea

;l---^^LVr| il LOTTPV

m:flnafirn

Spostando I'im-pulso su 82, il

dente più vici-^^ --"\ nattw >oto uLt c

per il suo allineamento il motore ruoterà di 30'. QuandoI'impulso sarà ricevuto da 83, si allineerà D3, producendo

un altro passo di 30'. Tornando l'impulso su B1 si alli-

neerà D4 e girerà di altri 30" come mostrato nella figura.

Esiste infine un motore PAP denominato "ibrido"che combina le caratteristiche dei due tipi di motori pre-

cedenti approfittando dei vantaggi di entrambi e otte-nendo passi di pochi gradi, buona coppia e alta fre-q uenza.

Struttura internadi un motore PAP a riluttanza variabile

Nel disegno superiore la bobina Bl èquella che riceve l'alimentazione, e ildente Dl che è il piit vicino, si allinea conessa. tVe//a parte inferiore sialimenta 82 producendo l'allineamentodi D2, dopo una rotazione di 30".

\4 83'% ."d

"ì4.í%Y"V

W,,n*ilo,

)Egr

T

sijti

__i

Control,lodei motori DCV

ome abbiamo già spiegato in precedenza,

esistono quattro tipi di motori DCV, che si

differenziano fra di loro per i collegamentidell'indotto e dell'induttore:

1o. Con eccitazione indipendente. L'in-

duttore e I'indotto hanno alimentazioni indioendenti.2'. Eccitazione in serie. falimentazione DCV si ap-

plica in serie all'induttore e all'indotto.3'. Eccitazione in parallelo. L'alimentazione si appli-

ca in parallelo all'induttore e all'indotto.4'. Eccitazione composta. L'induttore ha un awolgi-

mento in serie con l'indotto e un altro in parallelo.

Per analizzare il comportamento di un motore DCV

ne riportiamo le equazioni in cui gli operandi che inter-vengono sono rappresentati nella figura. dove è statoscelto un motore con eccitazione in serie.

5e si suooone che R sia la somma delle resistenze

degli avvolgimenti dell'induttore e dell'indotto, K il flus-

so magnetico dell'induttore e che il motore gira a una

velocità di N r.p.m., si stabiliscono le seguenti equazio-

ni per determinare il suo funzionamento:

ln questo molore tn serie, V e la tensione applicata,E la forza controelettromotrice e lla corrente che circola sull'induttore e sull'indotto.

(r)

Dettaglio dell'indotto, o rotore, di un motorea corrente continua. Nella parte suaeriore trovtamo tl collettore

E=V-l.RN=E/K=(V_t.R)/K

Si notrehhe considerare che la veìocità N del moto-re è approssimativamente proporzionale alla tensione

di alimentazione V se si trascurano gli

offotti dpnli altri drrp fattori che inter-vengono nella formula. Questo puo

essere accettato neì motori con eccita-zione separata e in serie, però non nei

motori a eccitazione paralleìa, dato

che I dipende dalla tensione di alìmen-tazione e dalla resistenza dell'indutto-

l-lr a,,rn+^ ^-^^.+î nn<<i:mn do_tE. Ua Lluol ILU tr)PU)LV VVJJrur rrv wL

durre che nei motori con eccitazioneindipendente e in serie, si puo control-lare la velocità del motore stesso va-

riando la tensione di alimentazione.

I TIRISTORIUno dei dispositivì a semiconduttorepiù impiegati per il controllo dei mo-

tori è il tiristore, chiamato anche Retti-

ficatore Controllato al Silicio o S.C.R. ll

fV

I

It#RistRtk*nRl,k*tF*sg,lg=!Rr*î,"d,,ei-,p-t-",ti.P.f; )l

CATODO

Struttura internae simbolo elettrico del tiristore o 5.CR.

tiristore è formato da quattro strati alternati di materia-le semiconduttore N e B a cui sono collegati tre elettro-di che sono il catodo, I'anodo. e il gate, come si vedenella figura in alto.

Quando si polarizza il tiristore con una tensione cre-

scente fra l'anodo (positivo) e ìl catodo (negativo), si ot-tiene un valore di resistenza molto basso fra ouesti due

elettrodi, owero entrano in conduzione. Questo valore

di resistenza dipende dalla tensione applicata al terzoelettrodo, o gate. llfunzionamento del tiristore quindi è

Schema base per il controllo di piccoli motori in seriea mezza onda, molto utilizzato nei piccoli elettrodomestici.

simile a quello del diodo, pero la sua conduzione e con-trollata anche dalla tensione applicata al terzo elettro-do. ll tiristore non conduce, presenta un'enorme resi-

stenza al passaggio della corrente quando è polarizzato

inversamente, o quando la tensione diretta è più bassa

di quella di mantenimento.ln genere, quando si utilizza un tiristore si applica a

un circuito rettificatore di corrente alternata in cui non

si desidera ulilizzare tutto il semiciclo positivo. Per farein modo che il tiristore conduca nel semiciclo che lo oo-

larizza direÍtamente, si applica un

impulso sul gate al momento desi-

derato. Per questo si chiama "ret-tificatore controllato". Variando la

frequenza degli impulsi applicati

alla porta si gestisce il punto di ini-zro della conduzione, e quindi la

potenza applicata al carico che

stiamo pilotando, come si può ve-

dere in figura.

Molti piccoli motori utilizzati co-munemente negli elettrodomestici,come frullatori, macinini, tritatuttoo.. cnnn di iinn in <aria a ci :li-ELL./ )Vr rV Ur trPV il t )Et tE E )t Oil-

mentano con una parte del semici-

clo della corrente alternata, con-trollando la potenza secondo il

principio dello schema rappresen-+-+^ ^^ll- {;^,,"- | -raro neila Trgura. La generazlone

degli impulsi controlla il punto di

apertura del tiristore e la potenza

che ricevono l'induttore e l'indotto.

La frequenza degli impulsiapplicatí al gate del tiristore gesfrce la potenza ricevuta dal carico

l-I

I

I

Fv.

T

ll tirislore nellq regolqzione dei notori DCV

Controtlodei motori DCV

ome applicazione pratica per l'argomento del

controllo dei motori DCV descriveremo un

circuito commerciale destinato a controllare la

velocità dei motori a corrente continua. L'e-

nergia di alimentazione disponibile normal-m^^+^

^ ^ -^..^^+^ îl+^F^î+î ^ î ^-r+,r^.il terrLe e d LUt rer tre dllernala, e a parllre oa quesra,

dobbiamo ottenere la corrente continua che alimentagli awolgimenti dell'induttore e dell'indotto. Nelloschema elettrico del variatore di velocità, i componentisemiconduttori che si utilizzano sono tiristori, diodi ret-tificatori, diodi zener e un transistor unigiunzione mo-

dello 2N2160. Quest'ultimo dispositivo è un'unione N-P

in cui troviamo due elettrodi in una delle zone, che si

chiamano Basel e Base2, mentre nell'altra zona abbia-mo un solo elettrodo chiamato emettitore. La strutturae il simbolo sono riportati nella figura. ll transistor uni-'giunzione si utilizza come un generatore di impulsi e

normalmente è associato all'attivazione dei tiristori, co-me succede in ouesto caso. Polarizzando le due basi si

genera fra di loro una differenza di potenziale. Pertan-

to applicando una tensione crescente fra Basel e l'e-mettitore come conseguenza della carica di un conden-

satore, arriva il momento in cui questa tensione supera

l<BlU-r,

(il)

Quando la tensione del condensatore raggiunge il livellonecessario, entra in conduzione la giunzione emettitore-Base l,e si scarica C producendo un impulso su R2.

quella della differenza di potenziale. e l'unione N-P dì-

venta conduttiva, scarìcando il condensatore e ripeten-

do il ciclo. Ogni scarica del condensatore genera un im-pulso sulla resistenza R2 del circuitodella figura.

ANALISI DELLASCHEDA DELVARIATORE DI VELOCITA

Facciamo riferimento allo schema ri-

portato nella figura del variatore di

velocità per motori a corrente conti-nua. I diodi D1, D2, D3 e D4 configu-rano un ponte di Graetz che rettificain doooia onda la corrente alternata.La rete R1-C1 protegge il ponte dallesovratensioni transitorie dovute a ri-combinazioni di cariche al momentodell'inversione di oolarità sui morsetti

dei diodi.Struttura interna e simbolo del transistor uniqiunzione

Vcrricrtori di velocirù industrierli

ACV

tu

INDUTTORE P2

INDOTTO

Schema elettrico del variatore di velocità per motori DCV.

L'induttore è collegato all'uscita del ponte rettifica-tore e grazie alla sua elevata induttanza, il "ripple" è

molto piccolo, per cui si considera praticamente conti-nua la corrente che lo attraversa e che si controlla con

il potenziometro P2.

La tensione raddrizzata si applica all'indotto tramiteiltiristore, o 5CR, ilcuiangolo diconduzione in ognise-miciclo, è controllato dal generatore di ìmpulsi basato

sul transistor unigiunzione 2N2160. ll diodo D5, serve

per lasciar passaè la corrente tramite l'indotto, per ìl

tempo necessario a dissipare l'energia immagazzinata

dall'induttanza dell'awolgimento.All'inizìo di ogni semìperiodo che arriva dal ponte di

Graetz, I'SCR è bloccato. e rnizia a caricarsi il condensa-

tore C3 tramite P1, R5, D9 e I'indotto. Fra le basi 81 e82 del transistor unigiunzione c'è una polarizzazione

fissa, data dal diodo zener D7. Quando C3 arriva alla

tensione sufficiente, il transistor unigiunzione entra in

conduzione, scaricando rapidamente C3 attraverso la

giunzione gate-catodo del tirìstore, che passa anch'es-

so in conduzione. R2-C2 formano una rete di protezio-

ne contro le sovratensioni transitorie, che potrebbero

causare aperture incontrollate dell'SCR. ll tempo di ca-

rica di C3 dipende dal potenziometro P1, che con R5 e

C3 fissa la costante di tempo del circuito dì innesco.

Dato che la tensione ai capi dell'SCR, che è quella di

carica di C3, è uguale a quella dell'uscita del ponte me-

no la forza controelettromotrice del motore, il tempo di

carica di C3 dipende parzialmente anche da questa

f.c.e.m., quindi dalla velocità del motore. In questo mo-do quando si applica al motore un carìco sul suo asse,

la sua velocità tende a diminuire e con essa la f.c.e.m.quindi la tensione ai capi dell'SCR aumenta riducendo il

tempo di carica di C3. In questo modo si anticipa il pun-

to di innesco del tiristore, e aumenta il suo angolo di

conduzione. di conseguenza si appìica al motore una

tensione superiore che compensa parzialmente la per-

dita di velocità dovuta all'aumento del carico

Con il potenziometro P2 si regola la velocità del mo-tore, riducendo la corrente che circola nell'induttore;con questa riduzione di flusso, si regola la velocità sino

a 3000 r.p.m.

Verricrtori di velocirù industricrli

Controll,o dei motori PAP

-+^ il ^.-^..|^ ,,+idLU il 9rOìrUC UU-

ltzzo dei motori,troviamo sul mer-

cato notevoli^, ,-^+i+ì Ài -i"-,,i+ivuottLtLo ut LilLutLl

integrati progettati apposita-

mente per il loro controllo. Fra

essi ricordiamo il modelloL2938, un driver a quattro ca-

nali in grado di controllare un

motore PAP, oppure due mo-

tofl a corrente contrnua.

Nel caso dei motori PAB ve

ne sono alcuni che dispongono

ABCD

BIPOLARE

AVB CV'D

UNIPOLARE

I motori PAP unipolari richiedono 6 terminali, dato che hanno una presa intermedia sulle bobine

di 4 terminali e altri di 6, a seconda che si tratti di bipola-

ri o unipolari. Come si può vedere dalla figura, in quelli bi-

polari i 4 terminali corrispondono agli estremi delle due

bobine di cui sono composti. Quelli unipolari hanno deìleprese intermedie sulle bobine, e richiedono 6 terminali.

IL DRIVER 12938E un circuito integrato a 16 pin composto da quattrocanali che possono sopportare una corrente stno a 1 A.

Ogni canale o driver, è controllato da un segnale di

abilitazione EN, TTL compatibile; ogni coppia disponeinoltre di un segnale di ab litazione che può scollega-ro lo rr<rito Onni r:n:lp nprmotto :l <onn:lc rnnlirriL rL uJ!rrL. vyril Lu' 'ultr PtrllllELLE ol JE9llolC OPPIILO-

to all'ingresso lN, di passare all'uscita OUT quando il

segnale di controllo EN e attivato. Nella figura è rap-

oresentata la oiedinatura del 12938 con la descrizto-np di nnni nipdino e rrno schema a blocchi con la ta-bella della verità corrisoondente a oqni canale.

CONTROLLODI MOTORI A CORRENTECONTINUA

Nella figura che abbiamo riporta-to alla pagina successiva, trovia-mo lo schema del principio di

funzionamento di un circuito di

controllo di motori DC, conosciu-t^ .^ma "nnnio :d l--l " I rinnrro

uvr r LL uv

interruttori simulano i driver.

LON/OFF si attiva chiudendo il

circuito a massa mediante un se-

gnale che si puo considerare co-

me quello di abilitazione. E ovvio

che se è scollegato, il motore ri-mane senza tensione.

Vc€

I234567I9rollt2r3l4l5ró

tuRWffiffi

ii-irieùi=,,ENtlNlouTGNDGNDOUT2tN2VooEN2tN3

ouT3GNDGNDOUT4tN4Vcc

Abilirozione dei conoli I e 2Ingresso del conole IUscito del conole IMosso dell'olimentozioneMosso dell'olimentozioneUscito del conole 2Ingresso del conole 2Alimenfozione del coricoAbilitozione dei conoli 3 e 4Ingresso del conole 3Uscito del conole 3Mosso dell'olimenlozioneMosso dell'olimenlozioneIngresso del conole 4Uscito del conole 4Alimentozione +5 Vdc

Piedinatura del 12938 e descrizione dei piedini.

Circuiti integroti per il controllo dei molori

L'azionamento del motore si realizza attivando gli in-terruttori a coppie. Così, attivando l1 e 13, arriverà al

motore una tensione, la cui polarità avrà il polo negati-"^ - !^-+'- ^ \/!r -rr- sinistra. Ouesto orodurra la rota-vu d uc)|o c vuu oil6

zione in un verso. Attivando la coooia di interruttori 12

e 14, si applichera la polarità opposta, e si invertirà ilsenso di marcia.

Non bisogna attivare entrambe le coppie insieme.lmpiegando due dei quattro driver del L2938, si puo

implementare un sistema che azioni il motore e lo fac-cia girare in entrambi i versi. come si puo vedere dallafig u ra.

CONTROLLO DI MOTORI PAPPer controllare un motore PAP bioolare con ouattro ter-minali, si utilizza un circuito come queìlo mostrato nel-Ia figura in cui possiamo apprezzare l'applicazione dei

due canali per ognuna delle due bobine. Questo signi-fica che un 12938 da solo può controllare un motorePAP. Secondo l'ordine e la polarità con cui si attivano le

bobine L1 e L2, si produrrà uno spostamento dell'assedel motore in un determinato verso. La seeuenza or ar-tivazione di L1 e 12, così come i gradi di spostamentodell'asse verrà determinato dalle specifiche del costrut-tore del motore.

+Vcc

Azionamento di un motorea corrente continua con una coppiadi driver del 12938.

VlNn VOUTn VENn

ENI

tNl

oun

++

our2

lN2

+Vss

+Vcc

rN4

OUT4

+

orjT3

rN3

EN2

H H H

H

H = Livello "l":L= livello "0":Z = OFF

r lz ÈL

Schema a blocchi dell'12938 e tabella della verità di uno dei suoi canali.

DIREZIONE

UIA401ó

MOTORE ON/OFF

MOTORT

t2 13

Circuito in ponte ad H per il controllo dei motori DC.

I SENSO ORARTO I SENSO ANÎTORARTOffiWffiffir-T*ffi-T1-ffi--r*:-* ffiffircrercF"*4*l-+ 1*- -"f":*T*+ ffi

Collegamento dei terminali di un motore PAP bipolare ai driverdell'L2938. Sotto sono riportate le sequenze che devono essere

applicate alle bobine per la rotazione in entrambi i seng.

Gircuiti integrerti per il controllo dei motori