Control de motores paso a paso
8 de enero de 2018|
Vistas:1378Los motores paso a paso pueden considerarse motores eléctricos sin conmutadores. Normalmente, todos los devanados del motor forman parte del estator, y el rotor es un imán permanente o, en el caso de los motores de reluctancia variable, un bloque dentado de algún material magnéticamente blando. Toda la conmutación debe ser gestionada externamente por el controlador del motor, y normalmente, los motores y controladores están diseñados para que el motor pueda mantenerse en cualquier posición fija, así como rotar en un sentido u otro. La mayoría de los motores paso a paso, como también se les conoce, pueden ser escalonados a frecuencias de audio, lo que les permite girar con bastante rapidez. Con un controlador adecuado, pueden arrancarse y detenerse rápidamente con orientaciones controladas.
Para algunas aplicaciones, se puede optar por usar servomotores y motores paso a paso. Ambos tipos de motores ofrecen posibilidades similares para un posicionamiento preciso, pero difieren en varios aspectos. Los servomotores requieren algún tipo de sistema de control con retroalimentación analógica. Normalmente, esto implica un potenciómetro que proporciona retroalimentación sobre la posición del rotor y una combinación de circuitos para impulsar una corriente a través del motor inversamente proporcional a la diferencia entre la posición deseada y la posición actual.
Al elegir entre motores paso a paso y servomotores, se deben considerar varios aspectos; cuál de estos será relevante dependerá de la aplicación. Por ejemplo, la repetibilidad del posicionamiento con un motor paso a paso depende de la geometría del rotor del motor, mientras que la repetibilidad del posicionamiento con un servomotor generalmente depende de la estabilidad del potenciómetro y otros componentes analógicos del circuito de retroalimentación.
Los motores paso a paso pueden utilizarse en sistemas de control de lazo abierto sencillos; generalmente son adecuados para sistemas que operan a bajas aceleraciones con cargas estáticas, pero el control de lazo cerrado puede ser esencial para aceleraciones altas, especialmente si involucran cargas variables. Si un motor paso a paso en un sistema de control de lazo abierto se somete a un par excesivo, se pierde la información sobre la posición del rotor y el sistema debe reiniciarse; los servomotores no presentan este problema.
Los motores paso a paso se conocen en alemán como Schrittmotoren, en francés como moteurs pas à pas y en español como motor paso paso.
Los motores paso a paso se presentan en dos variedades: de imán permanente y de reluctancia variable (también existen motores híbridos, que son indistinguibles de los motores de imán permanente desde el punto de vista del controlador). Al no tener etiqueta en el motor, generalmente se pueden distinguir al tacto cuando no se aplica energía. Los motores de imán permanente tienden a girar en "cog" al girar el rotor con los dedos, mientras que los motores de reluctancia variable giran casi libremente (aunque pueden girar ligeramente en "cog" debido a la magnetización residual del rotor). También se pueden distinguir entre las dos variedades con un ohmímetro. Los motores de reluctancia variable suelen tener tres (a veces cuatro) devanados, con un retorno común, mientras que los motores de imán permanente suelen tener dos devanados independientes, con o sin tomas centrales. Los devanados con toma central se utilizan en motores unipolares de imán permanente.
Los motores paso a paso ofrecen una amplia gama de resoluciones angulares. Los motores de mayor resolución suelen girar 90 grados por paso, mientras que los motores de imán permanente de alta resolución suelen alcanzar 1,8 o incluso 0,72 grados por paso. Con un controlador adecuado, la mayoría de los motores de imán permanente e híbridos pueden funcionar en semipasos, y algunos controladores pueden gestionar pasos fraccionarios más pequeños o micropasos.
En los motores paso a paso de imán permanente y de reluctancia variable, si se energiza solo un devanado del motor, el rotor (sin carga) alcanzará un ángulo fijo y luego mantendrá ese ángulo hasta que el torque exceda el torque de retención del motor, momento en el cual el rotor girará, tratando de mantenerse en cada punto de equilibrio sucesivo.









