Controllo di un motore DC - Locked Antiphase

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Abbiamo visto in precedenza il controllo Velocità -  Direzione.  Ora vediamo un altro sistema, più performante dal punto di vista delle prestazioni meccaniche, ma più esigente dal punto di vista energetico. In questo sistema, la bobina del motore è sempre alimentata, la corrente fluisce da un verso o dall'altro e la velocità viene modulata attraverso il controllo del duty cycle. (per una trattazione del duty cycle rimandiamo all'articolo precedente).

Se la nostra esisgenza è un controllo della coppia su tutta la gamma di velocità del motore e non abbiamo particolari problemi di energia, il locked antiphase è la soluzione.

Esaminiamo il ponte H. Cosa accade applichiamo un segnale PWM ad entrambi i canali A e B ?

Abbiamo visto in precedenza che se i due canali sono entrambi nello stesso stato (0 -0 oppure 1-1) il ponte ad H è spento. La corrente non può scorrere in alcun ramo e quindi il motore non sarà attraversato da corrente.  In questa condizione il motore avrà una coppia nulla perché è come se fosse scollegato dalla corrente.

Immaginiamo ora di applicare un segnale che sia del tipo A=0 B=1, A=1 B=0;

Cioé applichiamo sempre il segnale opposto a ciascuno dei due piedini.  Se lo applicassimo lentamente vedremmo il nostro motore avanzare di alcuni gradi, e poi retrocedere degli stessi gradi se il segnale ha un duty cycle del 50%.

Se immaginiamo di fare questa operazione di "cambio" molto velocemente ( cioé ad alta frequenza ), l'effetto sarà quello di avere un motore fermo.

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Ora proviamo a cambiare la durata relativa dei segnali, cioé cambiamo il duty cycle, mantenendo uguale  la frequenza dei due segnali. In questa figura vediamo che il ciclo alto del canale B dura di più del ciclo alto del canale A. Questo vuol dire che il motore girerà per un tempo maggiore in un verso rispetto che all'altro. L'effetto ad alta frequenza sarà un avazamento a velocità controllata minore del massimo.

Se esaminiamo il caso estremo, vediamo che, ponendo B=1 per sempre otteniamo A=0 e quindi rispettiamo le condizioni del locked antiphase anche nel caso di rotazione a velocità massima.

I due metodi di regolazione coincidono nei casi estremi. Nel caso del locked antiphase, però, il consumo sarà maggiore perché l'avvolgimento è sempre atraversato da corrente in ogni istante.  Nel caso precedente, invece, il consumo era minore a velocità minore.  Questo giustifica anche il calo di coppia con il metodo precedente.

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Il locked antiphase è un metodo molto comodo in applicazioni di regolazione industriale perché in questo caso le prestazioni del motore rimangono pressoché costanti a qualunque velocità.   E' una modalità di controllo molto performante anche in applicazioni dove il cambio di velocità deve essere molto repentino e la risposta del motore immediata. ( per esempio nei line follower).

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