1. ¿Qué es un motor paso a paso?
Un motor paso a paso es un propulsor que convierte los impulsos eléctricos en desplazamientos angulares. En términos más simples: cuando el sistema de conducción del motor paso a paso recibe una señal de impulso, hace que el motor gire en la dirección establecida por el ángulo de fijación que se denomina ángulo de paso. La cantidad de desplazamiento angular se puede regular controlando el número de impulsos y así se logra un posicionamiento preciso. La velocidad y aceleración del motor se pueden regular controlando la frecuencia de impulso.
2. ¿Cómo se clasifica un motor paso a paso?
Los motores paso a paso se dividen generalmente en tres tipos: el motor de imanes permanentes (PM), el motor de reluctancia variable (VR) y el motor paso a paso híbrido (HB) .
El motor de imanes permanentes es, por lo general, un motor de dos fases o bifásico. El par de torsión y el tamaño son relativamente pequeños. El ángulo de paso suele ser de 7,5 o 15 grados.
El motor de reluctancia variable es, por lo general, un motor de tres fases o trifásico y tiene un par de torsión alto. El ángulo de paso es generalmente de 1,5 grados pero los niveles de ruido y vibración son altos. Este tipo de motor paso a paso se dejó de fabricar en Europa, los Estados Unidos y otros países desarrollados en la década de 1980.
El motor paso a paso híbrido incorpora las ventajas del motor de imanes permanentes y del motor de reluctancia variable. Puede ser de dos fases, tres fases y cinco fases. El ángulo de paso para el de dos fases, tres fases y cinco fases es generalmente de 1,8 grados, 1,2 grados y 0,72 grados respectivamente. De entre todos los motores que se venden en el mercado, el de dos fases es el más utilizado.
3. ¿Qué es el par de mantenimiento o par de torsión?
El par de mantenimiento es el torque o torsión que necesita el estator para bloquear el rotor cuando el motor paso a paso está energizado pero no gira. Por lo general, el torque del motor paso a paso a una velocidad lenta se acerca al par de torsión. Debido a que el torque de salida se reduce con el incremento de la velocidad y a que la potencia de salida también cambia con el incremento de la velocidad, el par de torsión es uno de los parámetros de medición más importantes de los motores paso a paso. Por ejemplo, cuando se habla de un motor paso a paso de 2 N·m, en caso de no darse ninguna característica en especial, significa que el par de torsión del motor paso a paso es de 2 N·m.
4. ¿Qué es el torque de parada o par de detención?
El par de detención es la torsión presente en un motor paso a paso no energizado. Debido a que el motor de reluctancia variable no contiene imanes permanentes, tampoco tiene par de detención.
5. ¿Cuál es la precisión de un motor paso a paso? ¿Es acumulativo?
La precisión de un motor paso a paso es un ±5% del ángulo de paso y no es acumulativo.
6. ¿Cuál es la temperatura de superficie que el motor paso a paso tolera?
Una temperatura superior a la tolerable por el motor paso a paso hará que se elimine el campo magnético de los imanes, lo que provocará una disminución del par de torsión e incluso una falta de sincronización del motor. La máxima temperatura tolerable de la superficie del motor depende de la temperatura a la que se elimina el campo magnético que se utiliza en el motor, lo que normalmente sucede por encima de los 130℃. En algunos casos por encima de los 200℃. Por eso, una temperatura de la superficie del motor paso a paso de entre 80 y 90 grados es completamente normal.
7. ¿Por qué el par de torsión del motor paso a paso decrece en la medida en la que la velocidad aumenta?
Cuando el motor paso a paso gira, la inductancia de las bobinas de fase del motor creará una fuerza electromotriz contraria. Cuanto más alta sea la frecuencia, mayor será la fuerza electromotriz contraria. Debido a la fuerza electromotriz contraria, la corriente de fase se reduce en la medida en la que se incrementa la frecuencia o la velocidad y ello da lugar a una disminución del par de torsión.
8. ¿Por qué el motor paso a paso es capaz de funcionar con normalidad a velocidades lentas pero tampoco emite ruido cuando la velocidad es superior a un valor determinado?
El motor paso a paso tiene un parámetro técnico que lo distingue del resto: no tiene una frecuencia inicial de carga, que es la frecuencia de impulso a la que el motor paso a paso puede empezar a funcionar sin carga. Si la frecuencia de impulso es mayor que este valor, el motor no puede comenzar a funcionar con normalidad y podrá dar lugar a una pérdida de paso o a detenerse. La frecuencia de inicio deberá ser menor en caso de funcionar con carga. Si el motor necesita lograr una rotación a gran velocidad, deberá tener un proceso de aceleración para la frecuencia de impulso ya que aunque la frecuencia inicial sea baja, la frecuencia de impulso aumentará a la frecuencia deseada mediante una aceleración determinada (la velocidad del motor pasará de ser lenta a ser rápida).
9. ¿Cómo se elimina el ruido y la vibración que se produce cuando el motor paso a paso híbrido de dos fases funciona a velocidad lenta?
Ruido y vibración es el defecto inherente de los motores paso a paso que giran a velocidad lenta. Este problema se puede resolver de la siguiente forma:
A. Cambiando el ratio de reducción u otros parámetros para evitar la zona de resonancia si el motor tiene una zona de resonancia;
B. Incorporando sistemas de conducción con funciones de subdivisión. Éste es el método más común y más fácil;
C: Reemplazando el motor de dos fases por uno con un ángulo de paso menor, como el motor de tres fases o de cinco fases;
D. Sustituyendo el servomotor AC por un motor paso a paso de dos fases. Ello puede eliminar casi completamente el ruido y la vibración, pero el coste es relativamente alto;
E. Instalando un amortiguador de forma fija en el motor para evitar la resonancia al entrar en contacto con la placa inferior. Este método reduce significativamente los niveles de ruido y se utiliza frecuentemente.
10. ¿Se puede conseguir precisión teniendo en cuenta el número de subdivisiones del driver de subdivisiones?
La tecnología de subdivisión del motor paso a paso es esencialmente la tecnología electrónica de amortiguación (por favor, consulte la bibliografía pertinente). Su propósito principal es debilitar o eliminar la vibración de baja frecuencia del motor paso a paso. El aumentar la precisión de funcionamiento del motor es solo una función adicional de esta tecnología. Por ejemplo, si tenemos un motor paso a paso híbrido de dos fases cuyo ángulo de paso es 1.8° y si el número de subdivisiones del driver de subdivisión se establece en 4, el funcionamiento del motor es 0.45° por impulso. Pero el que la precisión del motor pueda alcanzar o acercarse a 0.45° depende de la precisión de control de la corriente de subdivisión y de otros factores. La precisión del driver de subdivisión de diferentes fabricantes puede variar considerablemente. Cuanto mayor es el número de subdivisiones, más difícil es controlar la precisión.
11. ¿Cómo se determina la fuente de alimentación de corriente continua para el sistema de conducción de un motor paso a paso?
A. Determinación del voltaje
El voltaje de la fuente de alimentación del motor paso a paso híbrido está comprendido generalmente en un rango amplio (normalmente de 12 a 48 V DC). Se selecciona de acuerdo a la velocidad de funcionamiento y a la respuesta del motor. Si el motor gira rápido y la respuesta es rápida, el voltaje deberá ser alto. Las ondas del voltaje de la fuente de alimentación no deberán exceder el máximo voltaje de salida del sistema de conducción o el sistema se dañará.
B. Determinación de la corriente
La corriente de la fuente de alimentación se determina generalmente de acuerdo con la corriente de fase de salida, I, del sistema de conducción. Si se utiliza una fuente de alimentación lineal, se puede seleccionar una corriente de 1,1 o 1,3 veces el I. Si se emplea una fuente de alimentación alterna, la corriente puede ser de 1,5 a 2,0 veces el I.
12. ¿Cómo ajustar la dirección giratoria del motor paso a paso de dos fases de una forma sencilla?
Se puede realizar cambiando la corriente A+ y A-(o B+ y B-) del cableado del motor y del sistema de conducción.
A los clientes les entran con frecuencia dudas a la hora de elegir el modelo de motor adecuado. Sin embargo, solo es necesario fijarse en dos aspectos para elegir el motor adecuado: los parámetros de funcionamiento y el tamaño.
Respecto al funcionamiento de los motores, los clientes deben fijarse en los siguientes parámetros:
Motor paso a paso: ángulo de paso, corriente de fase, par de torsión, resistencia, etc.
Motor sin escobillas o motor servo AC: potencia, velocidad, par de torsión, modo de conducción, etc.
Para la selección del tamaño, lo primero que se debe tener en cuenta es el diámetro externo o la longitud lateral y la longitud de la estructura. Además, los clientes tendrán que tener en cuenta a continuación el tamaño de la cubierta y del espacio, el tamaño del eje, los requisitos de los cables de conexión, y otros factores.
Las necesidades de algunos clientes requieren fijarse en otras características como la resistencia al agua, resistencia a altas temperaturas, motores de larga vida útil, etc. En caso de tener requisitos adicionales póngase en contacto con nosotros e infórmenos sobre sus necesidades.