Los motores paso a paso son motores eléctricos síncronos sin escobillas que dividen una rotación completa en una gran cantidad de pasos. Ofrecen posicionamiento y control precisos sin ningún mecanismo de retroalimentación, lo que los hace ideales para muchas aplicaciones. Esta guía completa cubre todo lo que necesita saber sobre los motores paso a paso.
¿Qué es un motor paso a paso?
Un motor paso a paso es un dispositivo electromecánico que convierte pulsos eléctricos en movimientos mecánicos discretos. Se puede ordenar que la posición del motor se mueva y se mantenga en uno de estos pasos sin ningún sensor de posición para retroalimentación (un controlador de bucle abierto), siempre y cuando el motor se dimensione cuidadosamente para la aplicación.
Cómo funcionan los motores paso a paso
Los motores paso a paso funcionan según el principio del electromagnetismo. La construcción básica consta de un rotor de imán permanente y un estator con electroimanes. Cuando la corriente fluye a través de las bobinas del estator, genera un campo magnético que interactúa con el campo del rotor de imán permanente para provocar la rotación.
Al controlar con precisión la secuencia y el tiempo de la corriente en las bobinas, se puede hacer que el motor se mueva en pasos de rotación discretos. Los ángulos de paso comunes son 15°, 7,5°, 5°, 2,5° y 1,8°. Cuanto menor sea el ángulo de paso, mayor será la resolución y la precisión posicional.
Tipos de motores paso a paso
Hay tres tipos principales de motores paso a paso:
- Renuencia variable – Tiene un rotor de hierro liso y polos del estator que se energizan para atraer el rotor.
- Imán permanente – Tiene imanes permanentes en el rotor y funciona según la atracción/repulsión entre los imanes del rotor y el estator.
- Híbrido – Combina los principios de VR y PM para obtener alta potencia en un factor de forma pequeño.
El motor paso a paso bipolar híbrido es el más común y proporciona un buen par a baja velocidad y un control de movimiento más rápido.
Cómo elegir un motor paso a paso
Factores clave a considerar al seleccionar un motor paso a paso:
- Requisitos de par y velocidad. – El motor debe tener el tamaño adecuado y adaptarse a la inercia de la carga.
- Ángulo de paso – Los ángulos de paso más pequeños proporcionan mejor resolución y precisión.
- Bipolar o unipolar – Los motores bipolares proporcionan más par pero requieren un controlador más complejo.
- Tipo de conductor – Debe proporcionar corriente adecuada y coincidir con el tipo de interfaz.
- Par de retención – Debe ser mayor que el par de carga para evitar el deslizamiento.
- ** Voltaje y corriente**: deben coincidir con las clasificaciones del motor.
Controlar un motor paso a paso
Los motores paso a paso requieren controladores dedicados para energizar las fases en secuencia. Modos de conducción habituales:
- Unidad de onda – Sólo se activa una bobina a la vez.
- paso completo – Se activan dos bobinas a la vez para proporcionar un par mayor.
- Medio paso – Alterna entre una y dos bobinas energizadas.
- Micropasos – Excitación sinusoidal para mayor resolución.
Las interfaces de microcontrolador que utilizan pines de E/S digitales o controladores paso a paso especializados pueden controlar la posición y la velocidad del motor ordenando al controlador las señales de paso y dirección adecuadas.
Motor paso a paso versus servomotor
| Motor paso a paso | Servo motor |
|---|---|
| Posicionamiento y control precisos | Operación a mayor velocidad |
| bucle abierto | Bucle cerrado con retroalimentación del codificador |
| Bajo costo | Más caro |
| Alto par de retención | Alto par dinámico |
Ventajas de los motores paso a paso
- Control digital preciso de posición, velocidad y aceleración.
- Repetibilidad y precisión
- Alto par a bajas velocidades
- Bajo mantenimiento
- Larga vida útil
Aplicaciones de motores paso a paso
Los motores paso a paso se utilizan en:
- Equipos de automatización
- Fabricación de semiconductores
- Dispositivos médicos
- Robótica
- Maquinaria de paqueteria
- Periféricos de la computadora
- Impresoras/escáneres
- Sistemas de seguridad
Con sus ventajas únicas, los motores paso a paso seguirán siendo un componente integral de los sistemas de control de movimiento que requieren posición, velocidad y sincronización precisas.CopyRetry
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