Consejos de mantenimiento para motores paso a paso híbridos

El motor paso a paso híbrido está diseñado integrando las ventajas de los motores paso a paso de imán permanente y de reluctancia variable. Además, se divide en motores paso a paso híbridos de dos, tres y cinco fases, con un ángulo de paso típico de 1,8° para dos fases, 1,2° para trifásicos y 0,72° para cinco fases.

Los motores paso a paso híbridos, como actuadores digitales, encuentran aplicaciones generalizadas en sistemas de control de movimiento. Muchos usuarios pueden notar un calentamiento significativo cuando utilizan motores paso a paso híbridos, lo que genera dudas sobre si este fenómeno es normal. En realidad, el calentamiento es algo común en los motores paso a paso híbridos, pero es fundamental comprender qué grado de calentamiento se considera normal y cómo minimizarlo.

• Comprender por qué los motores paso a paso híbridos se calientan:

• Para comprender por qué los motores paso a paso híbridos generan calor, es necesario comprender la estructura y los principios de estos motores. Los motores paso a paso híbridos constan de un núcleo y bobinas. Las bobinas tienen resistencia y al alimentarlas se producen pérdidas proporcionales al cuadrado de la corriente y la resistencia, conocidas como pérdidas del cobre. Además, existen pérdidas por histéresis y corrientes parásitas en el núcleo debido a las variaciones del campo magnético, conocidas como pérdidas de hierro. Tanto las pérdidas de cobre como las de hierro contribuyen al calentamiento, afectando la eficiencia del motor. Los motores paso a paso híbridos, que priorizan la precisión del posicionamiento y la salida de torque, a menudo tienen menor eficiencia, mayor corriente y componentes armónicos significativos, lo que resulta en un calentamiento notable en comparación con los motores de CA típicos.

• El calentamiento varía con la velocidad en los motores paso a paso híbridos:

• Cuando se emplea tecnología de accionamiento de corriente constante, los motores paso a paso híbridos mantienen una corriente relativamente constante durante el funcionamiento estático y de baja velocidad para garantizar una salida de par constante. A medida que la velocidad aumenta hasta cierto punto, la fuerza contraelectromotriz interna aumenta, lo que hace que la corriente disminuya gradualmente y, en consecuencia, el par disminuye. Por lo tanto, el calentamiento debido a las pérdidas de cobre depende de la velocidad, siendo mayor a velocidades estáticas y bajas y menor a velocidades altas. Sin embargo, la situación no es tan sencilla en el caso de las pérdidas de hierro, y el calentamiento general es la suma de ambas.

• Mantener la calefacción del motor paso a paso híbrido dentro de un rango razonable:

• El nivel aceptable de calentamiento en motores paso a paso híbridos depende principalmente de la clase de aislamiento interno del motor. El aislamiento interno resiste altas temperaturas (superiores a 130 grados) antes de deteriorarse. Mientras la temperatura interna se mantenga por debajo de los 130 grados, el motor paso a paso híbrido permanece intacto y, en este punto, la temperatura de la superficie normalmente se mantiene por debajo de los 90 grados. Por lo tanto, las temperaturas superficiales de 70 a 80 grados se consideran normales. Los métodos simples para medir la temperatura incluyen usar un termómetro puntual o hacer juicios aproximados: si puedes tocarlo durante 1 o 2 segundos, es probable que esté por debajo de los 60 grados; un toque rápido indica aproximadamente 70-80 grados; y si unas gotas de agua se vaporizan rápidamente, es probable que esté por encima de los 90 grados. Por supuesto, también se puede utilizar una pistola de temperatura para realizar mediciones más precisas.

• Reducción del calentamiento en motores paso a paso híbridos:

• Para minimizar el calentamiento en los motores paso a paso híbridos, se deben hacer esfuerzos para reducir tanto las pérdidas de cobre como las de hierro. Reducir las pérdidas de cobre implica seleccionar motores con menor resistencia y corriente nominal cuando sea posible. Para motores bifásicos, se deben utilizar motores conectados en serie en lugar de motores conectados en paralelo, aunque esto podría entrar en conflicto con los requisitos de par y alta velocidad. Para los motores paso a paso híbridos ya seleccionados, es esencial aprovechar el control automático de media corriente y las funciones fuera de línea del controlador. El primero reduce automáticamente la corriente cuando el motor está estático y el segundo corta la corriente por completo. Además, el uso de controladores de micropasos da como resultado una forma de onda de corriente más cercana a las ondas sinusoidales, lo que reduce las pérdidas armónicas y, en consecuencia, el calentamiento del motor. Reducir las pérdidas de hierro es más desafiante, ya que depende de factores como el nivel de voltaje. Los motores de accionamiento de alto voltaje mejoran las características de alta velocidad pero también aumentan el calentamiento. Por lo tanto, es fundamental elegir un voltaje de accionamiento adecuado que equilibre el rendimiento a alta velocidad, la suavidad y el calentamiento.

• Impactos del calentamiento excesivo en motores paso a paso híbridos:

• Si bien el calentamiento generalmente no afecta la vida útil de los motores paso a paso híbridos y puede no ser una preocupación para la mayoría de los usuarios, el calentamiento severo puede tener algunos efectos negativos. Los diferentes coeficientes de expansión térmica de las diferentes partes dentro del motor pueden inducir cambios de tensión estructural y cambios menores en los espacios libres internos, lo que afecta la respuesta dinámica del motor. La operación a alta velocidad puede volverse propensa a perder pasos. En situaciones en las que no se permite un calentamiento excesivo, como equipos médicos y dispositivos de prueba de alta precisión, controlar el calentamiento del motor es esencial.

En conclusión

esto proporciona información completa sobre consejos de mantenimiento para motores paso a paso híbridos. Faradyi Motors se especializa en la investigación y el desarrollo de motores sin escobillas, servomotores de CC, motores paso a paso y varios controladores compatibles, y ofrece soporte técnico profesional.