Vistas:2 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2023-05-16 Origen:Sitio
En este artículo, cubriremos los conceptos básicos de los motores paso a paso.Aprenderá sobre el principio de funcionamiento, el método de control, el uso y los tipos de motores paso a paso.
Un motor paso a paso es un motor eléctrico cuya característica principal es que su eje gira realizando pasos, es decir, moviéndose una cantidad fija de grados.Esta característica se obtiene gracias a la estructura interna del motor, y permite conocer la posición angular exacta del eje simplemente contando cuántos pasos se han realizado, sin necesidad de un sensor.Esta característica también lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones.
Como todos los motores eléctricos, los motores paso a paso tienen una parte estacionaria (el estator) y una parte móvil (el rotor).En el estator, hay dientes en los que se conectan las bobinas, mientras que el rotor es un imán permanente o un núcleo de hierro de reluctancia variable.Profundizaremos más en las diferentes estructuras del rotor más adelante.El principio de funcionamiento básico del motor paso a paso es el siguiente: al energizar una o más de las fases del estator, la corriente que fluye en la bobina genera un campo magnético y el rotor se alinea con este campo.Al suministrar diferentes fases en secuencia, el rotor se puede girar una cantidad específica para alcanzar la posición final deseada.
Hay diferentes controladores de motor paso a paso disponibles en el mercado, que muestran diferentes características para aplicaciones específicas.Las características más importantes incluyen la interfaz de entrada.Las opciones más comunes son:
Paso/Dirección: al enviar un pulso en el pin de paso, el controlador cambia su salida de modo que el motor realice un paso, cuya dirección está determinada por el nivel en el pin de dirección.
Phase/Enable: para cada fase del devanado del estator, Phase determina la dirección actual y activa Enable si la fase está energizada.
PWM: controla directamente las señales de puerta de los FET de lado alto y bajo.
Otra característica importante de un controlador de motor paso a paso es si solo puede controlar el voltaje a través del devanado, o también la corriente que fluye a través de él:
Con el control de voltaje, el controlador solo regula el voltaje a través del devanado.El par desarrollado y la velocidad con la que se ejecutan los pasos sólo dependen de las características del motor y de la carga.
Los controladores de control de corriente son más avanzados, ya que regulan la corriente que fluye a través de la bobina activa para tener un mejor control sobre el par producido y, por lo tanto, el comportamiento dinámico de todo el sistema.
El estator del motor paso a paso reactivo está hecho de láminas de acero al silicio, y los dos polos magnéticos opuestos están enrollados con el mismo devanado con diferentes direcciones de devanado.Cuando se energiza, se forman un par de polos N y S y no hay devanado en el rotor del motor.El rotor del motor está hecho de material magnético blando.Hay muchos dientes pequeños con el mismo tamaño y el mismo espaciado en la superficie exterior del polo del rotor y la superficie interior del polo del estator.La fuerza electromagnética es la fuerza impulsora para que el motor paso a paso reactivo se mueva.Bajo la acción de la fuerza electromagnética, el rotor se moverá a la posición de máxima permeabilidad magnética (o mínima resistencia magnética) y estará en un estado equilibrado.
El material del rotor del motor paso a paso de imán permanente es magnetismo permanente, el número de polos del rotor y el estator es el mismo, el par de salida del motor es grande y el ángulo de paso es relativamente grande, pero el rendimiento de trabajo es bueno.
La estructura del estator del motor paso a paso híbrido es la misma que la del motor paso a paso reactivo.El rotor está dividido en dos secciones en la dirección axial.El mismo número y tamaño de pequeños dientes están distribuidos uniformemente en la dirección circunferencial del núcleo de hierro de las dos secciones, pero están fuera de lugar por la mitad del paso de los dientes.Un imán permanente está incrustado en el medio de los dos núcleos de hierro, de modo que el núcleo de hierro en un extremo del rotor sea el polo N y el núcleo de hierro en el otro extremo sea el polo S, como se muestra en la Figura 1.1.Las polaridades N y S del rotor permanecen sin cambios, y el cambio secuencial de las polaridades N y S de los polos magnéticos del estator se realiza controlando la corriente del devanado del estator y se genera una fuerza correspondiente en los polos N y S del rotor. para empujar el rotor para que gire según sea necesario.Debido a que el campo magnético permanente del rotor del motor paso a paso híbrido también genera parte del par, es mayor que el par generado por el campo magnético del estator del motor paso a paso reactivo.
Elegir un motor paso a paso para CNC se trata de comprender sus requisitos de par y RPM (velocidad).
El mejor motor paso a paso será capaz de entregar el par requerido y al mismo tiempo ser lo suficientemente rápido. Te cuento mis mejores opciones dependiendo de la categoría del motor paso a paso:
Ahora que comprendemos los principios de funcionamiento de los motores paso a paso, es útil resumir sus ventajas y desventajas en comparación con otros tipos de motores.
Los motores paso a paso son motores eléctricos que convierten pulsos eléctricos en movimientos mecánicos precisos, lo que los convierte en una solución ideal para muchas aplicaciones médicas.Los dispositivos y equipos médicos a menudo requieren posicionamiento de alta precisión, bajo nivel de ruido y capacidades de alto par, todo lo cual se puede lograr con motores paso a paso.
Uno de los principales beneficios de los motores paso a paso es su capacidad para proporcionar movimientos precisos y exactos.Esto los convierte en una excelente opción para aplicaciones médicas como robots quirúrgicos, bombas de infusión y escáneres de TC, donde incluso pequeñas desviaciones de la ruta o posición previstas pueden tener graves consecuencias.Los motores paso a paso también se pueden programar para proporcionar un movimiento suave y controlado, lo cual es esencial en procedimientos quirúrgicos e imágenes médicas.El error de paso porcentual no se acumula a medida que gira el motor.
1. Es capaz de funcionar en un amplio rango de velocidades, incluidas velocidades muy lentas sin engranajes reductores.
2. El motor paso a paso proporciona una excelente respuesta durante el modo de arranque, parada y marcha atrás.
3. Es altamente confiable ya que no se utilizan escobillas ni conmutador.Su vida útil depende de la vida útil del rodamiento.
4. El circuito de control del motor paso a paso es simple y de bajo costo.Se utiliza principalmente para aplicaciones de baja potencia. El número de fases del motor paso a paso: se refiere al número de grupos de bobinas dentro del motor.En la actualidad, se utilizan comúnmente bifásicos y trifásicos.
1. Ángulo de paso: correspondiente a una señal de pulso, el desplazamiento angular del rotor del motor.
Parámetros eléctricos: corriente, resistencia, inductancia.
Par de retención: se refiere al momento en que el motor paso a paso está energizado pero no gira, el estator bloquea el rotor.
2. Par de posicionamiento: El par de bloqueo del propio rotor del motor cuando el motor no está alimentado.
3. Características de par-frecuencia de funcionamiento: La curva de la relación entre el par de salida y la frecuencia durante la operación del motor medida bajo ciertas condiciones de prueba.
En primer lugar, el motor paso a paso se utiliza principalmente en algunas ocasiones con requisitos de posicionamiento, tales como: arrastre de la mesa de corte de alambre, mesa de la máquina de mechones (posicionamiento de poros), máquina de embalaje (longitud fija), básicamente en todas las ocasiones que implican posicionamiento Úselo.
En segundo lugar, es ampliamente utilizado en impresoras 3D, equipos de monitoreo, cerraduras inteligentes, analizadores de sangre, microscopios inteligentes, probadores de visión y otros campos, especialmente adecuado para aplicaciones que requieren un funcionamiento estable, bajo nivel de ruido, respuesta rápida, larga vida útil y alto par de salida. .
En tercer lugar, los motores paso a paso se utilizan ampliamente en maquinaria y equipos textiles, como máquinas de bordar computarizadas.Las características de este tipo de motores paso a paso son que el par no es alto, la velocidad de respuesta de arranque frecuente es rápida, el ruido de funcionamiento es bajo, la operación es estable y el rendimiento del control es bueno., El costo de toda la máquina es bajo.
Precauciones de aplicación del motor paso a paso:
1. El motor paso a paso se utiliza en ocasiones de baja velocidad --- la velocidad no supera las 1000 revoluciones por minuto (6666PPS a 0,9 grados), preferiblemente entre 1000-3000PPS (0,9 grados), y se puede utilizar aquí mediante una desaceleración dispositivo.En este momento, el motor tiene una alta eficiencia de trabajo y bajo nivel de ruido.
2. Es mejor no usar el motor paso a paso en el estado de paso completo, la vibración es grande en el estado de paso completo.
3. Para cargas con gran momento de inercia, se debe seleccionar un motor de gran tamaño.
4. Cuando el motor está a una velocidad más alta o una gran carga de inercia, es gen.
