Type of single-phase motor, typically driving a timepiece
Motor paso a paso tipo Lavet de un reloj de cuarzo. Una rueda dentada de rotor negra proporciona la potencia mecánica.
El motor paso a paso tipo Lavet tiene un uso generalizado como accionamiento en relojes electromecánicos [1] y es un tipo especial de motor paso a paso monofásico . Tanto los relojes de cuarzo analógicos como los de movimiento escalonado utilizan el motor paso a paso tipo Lavet (ver Reloj de cuarzo ). Gracias a su miniaturización, se puede utilizar en relojes de pulsera y requiere muy poca energía, lo que hace que la batería dure muchos años. El ingeniero francés Marius Lavet inventó este tipo de accionamiento y lo describió en 1936 en su solicitud de patente FR823395.
Al igual que otros motores monofásicos, el motor Lavet sólo es capaz de girar en un sentido, lo que depende de la geometría de su estator . El rotor es un imán permanente . En un reloj, un circuito genera el tren de pulsos bipolar, que alternativamente entrega un voltaje positivo y negativo a la bobina durante períodos cortos (proporcionando una salida mecánica correcta para mover un segundero). El motor se puede construir con un imán fuerte y un estator grande para entregar un par alto, pero en su mayoría se construye en tamaño pequeño para impulsar la carga a través de una relación de transmisión baja.
El rotor (círculo) es un imán permanente (con polos rojo y verde). En la figura (a), gira hacia el estator (punto de engranaje xx') para minimizar la reluctancia. (Lo hace alejándose de los pequeños espacios de aire semicirculares). Cuando se enciende el electroimán en la figura (b), su campo magnético horizontal atrae los polos del rotor (punto de engranaje yy'). Este ciclo se repite en las figuras (c) y (d) con los polos magnético y actual invertidos.
El núcleo del estator se parece mucho al de un motor de polos sombreados y define la dirección de rotación de acuerdo con la posición de los orificios, ranuras o devanados de sombra a través del estator. Sin embargo, a diferencia de un motor de polos sombreados, las ranuras están en posiciones hacia atrás y las posiciones donde se asienta el rotor después de cada ciclo están bien determinadas, lo que no es el caso de los motores de inducción en general, donde el deslizamiento y la carga afectan el ángulo que forma el rotor. el rotor gira en cada ciclo.
Esenciales para el movimiento del motor Lavet son los puntos de engranaje del rotor, que difieren dependiendo de si la bobina del estator está energizada o no. Los puntos dentados sin corriente son causados por una fuerza reticente contra un campo magnético directo, en lugar de retardar la propagación de un flujo magnético alterno, y en la práctica son los ángulos donde el volumen de aire entre los polos del rotor magnético y la mayor parte del rotor magnético. estator se minimiza.
Movimiento del motor Lavet común de dos pasos:
(a) estator sin corriente, el polo norte del rotor apunta hacia la parte superior izquierda,
(b) estator energizado, el rotor se mueve en el sentido de las agujas del reloj y el polo norte apunta hacia la derecha después,
(c) después de que la energización del estator ha disminuido, el rotor se mueve más hasta que el polo norte apunta hacia abajo,
(d) el estator se energiza en dirección opuesta, el rotor se mueve en el sentido de las agujas del reloj y el polo norte apunta hacia la izquierda,
(a') después de que la energización del estator ha disminuido, el rotor se mueve a su posición inicial (a).
Para hacer girar un motor Lavet, la corriente a través de la bobina del estator debe cambiar de dirección en cada paso (bipolar), seguido de un intervalo sin corriente mientras el rotor se mueve a su posición reacia.
Aparte de los accionamientos por reloj, existen muchas variaciones del concepto de Lavet. [2] Un ejemplo son los tipos de instrumentos del tablero de los automóviles. [3]
Vídeo en cámara lenta (de 960 fps a 30 fps, 32 veces) de la rueda del motor de un mecanismo de relojería con accionamiento modificado de la bobina (servicio 1:1:1:1 de las fases polaridad NS, apagado, polaridad SN, apagado). Normalmente el tiempo activo de la bobina es de unos 31 milisegundos para ahorrar energía de la batería. Este tiempo se elige tan corto que la rueda simplemente acelera pero la corriente a través de la bobina se corta antes de que la rueda alcance la posición de 0 o 180 grados, por lo que la inercia la mueve directamente más a la posición reacia. Para poder ver las 4 posiciones de parada del motor es necesario prolongar las fases con corriente encendida hasta unos 200 milisegundos.
Animación
Animación de un motor paso a paso tipo Lavet utilizado en un movimiento de reloj de cuarzo analógico.
Literatura
Solicitud FR 823395 "Perfectionnements aux systèmes et appareils de commande électrique à Distance, notamment aux moteurs et horloges synchrones" Fecha de presentación 28.09.1936, Solicitante: Hatot, Inventor: Marius Lavet (idioma: francés).
Solicitud estadounidense 4550279 "Unidad de motor paso a paso" Fecha de presentación 09.07.1983, Solicitante: Fabriques D'horlogerie De Fontainemelon SA, Inventor: Eric Klein (explicación del concepto en inglés).
Referencias
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con los motores paso a paso tipo Lavet .
^ Ein geniales Konzept. 29.03.2005, Neue Zürcher Zeitung.
^
Control y análisis de motores síncronos en miniatura de baja inercia.
^ Hermann Winner, Stephan Hakuli, Gabriele Wolf: Handbuch Fahrerassistenzsysteme: Grundlagen, Komponenten und Systeme für aktive Sicherheit und Komfort . Vieweg+Teubner, 2009, pág. 337.
