En el mundo de la ingeniería y la tecnología, los motores paso a paso son componentes fundamentales que nos permiten controlar con precisión el movimiento de diversos dispositivos. En este artículo, exploraremos cómo funciona un motor paso a paso, sus aplicaciones y las ventajas que ofrece en comparación con otros tipos de motores. ¡Acompáñanos en este fascinante viaje por la ingeniería de precisión!
En este artículo tutorial aprenderás cómo funciona un motor paso a paso. Cubriremos los principios operativos básicos de los motores paso a paso, sus modos de accionamiento y los tipos de motores paso a paso por diseño. Puede ver el vídeo a continuación o leer el artículo escrito.
Principio de funcionamiento
El motor paso a paso es un motor de CC sin escobillas que gira en pasos. Esto es muy útil porque se puede posicionar con precisión sin un sensor de retroalimentación, lo que equivale a un controlador de bucle abierto. El motor paso a paso consta de un rotor, que suele ser un imán permanente y está rodeado por los devanados del estator. Si activamos los devanados paso a paso en un orden determinado y dejamos que una corriente fluya a través de ellos, estos magnetizan el estator, formando cada uno de ellos polos electromagnéticos que hacen que el motor se ponga en marcha. Este es el principio de funcionamiento básico de los motores paso a paso.
Modos de conducción
Hay diferentes formas de accionar el motor paso a paso. El primero es la transmisión por eje o la excitación de bobina simple. En este modo sólo activamos una bobina a la vez, lo que significa que en este ejemplo de un motor de 4 bobinas el rotor completa el ciclo completo en 4 pasos.
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Tipos de motores paso a paso por diseño
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El Imán permanente El motor paso a paso tiene un rotor de imán permanente impulsado por los devanados del estator. Crean polos de polaridad opuesta en comparación con los polos del rotor que impulsa el rotor.
El>variable reservada El motor paso a paso utiliza un rotor de hierro dulce no magnetizado. El rotor tiene dientes desplazados del estator y cuando activamos los devanados en un orden particular, el rotor se mueve en consecuencia para que haya un espacio mínimo entre el estator y los dientes del rotor.
El>Híbrido síncrono El motor es una combinación de los dos motores paso a paso anteriores. Cuenta con un rotor de dientes de imán permanente y un estator de dientes. El rotor consta de dos secciones con polaridad opuesta y cuyos dientes están desplazados como se muestra aquí.
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Cómo funciona un motor paso a paso
En este artículo tutorial aprenderás cómo funciona un motor paso a paso. Cubriremos los principios básicos de funcionamiento de los motores paso a paso, sus modos de conducción y los tipos de motores paso a paso por construcción. Puedes ver el siguiente video o leer el artículo escrito.
Principio de funcionamiento
El motor paso a paso es un motor de corriente continua sin escobillas que gira en pasos. Esto es muy útil porque puede posicionarse con precisión sin ningún sensor de retroalimentación, lo que representa un controlador de lazo abierto. El motor paso a paso consta de un rotor que generalmente es un imán permanente y está rodeado por los devanados del estator. Al activar los devanados paso a paso en un orden particular y permitir que fluya una corriente a través de ellos, magnetizarán el estator y crearán polos electromagnéticos respectivamente que impulsarán al motor. Ese es el principio básico de funcionamiento de los motores paso a paso.
Modos de conducción
Existen diferentes formas de conducir el motor paso a paso. El primero es el modo de excitación de onda o bobina única. En este modo activamos solo una bobina a la vez, lo que significa que para este ejemplo de motor con 4 bobinas, el rotor completará un ciclo en 4 pasos.
Luego está el modo de conducción de paso completo que proporciona una salida de par mucho mayor porque siempre tenemos 2 bobinas activas en un momento dado. Sin embargo, esto no mejora la resolución del motor paso a paso y nuevamente el rotor completará un ciclo en 4 pasos.
Para aumentar la resolución del motor paso a paso, utilizamos el modo de conducción de medio paso. Este modo es en realidad una combinación de los dos modos anteriores. Aquí tenemos una bobina activa seguida de 2 bobinas activas y luego nuevamente una bobina activa seguida de 2 bobinas activas, y así sucesivamente. Por lo tanto, con este modo obtenemos el doble de resolución con la misma construcción. Ahora el rotor completará un ciclo en 8 pasos.
Sin embargo, el método más común de controlar los motores paso a paso en la actualidad es la Microstepping. En este modo proporcionamos corriente controlada variable a las bobinas en forma de onda sinusoidal. Esto proporcionará un movimiento suave del rotor, reducirá el estrés de las piezas y aumentará la precisión del motor paso a paso.
Otra forma de aumentar la resolución del motor paso a paso es aumentando el número de polos del rotor y el número de polos del estator.
Tipos de motores paso a paso por construcción
Por construcción, existen 3 tipos diferentes de motores paso a paso: motor paso a paso de imán permanente, motor paso a paso de reluctancia variable y motor paso a paso síncrono híbrido.
El motor paso a paso de imán permanente tiene un rotor de imán permanente que es impulsado por los devanados del estator. Crean polos de polaridad opuesta en comparación con los polos del rotor que impulsan el rotor.
El siguiente tipo, el motor paso a paso de reluctancia variable, utiliza un rotor de hierro suave no magnetizado. El rotor tiene dientes que están desplazados del estator y al activar los devanados en un orden particular, el rotor se mueve respectivamente para que tenga el espacio mínimo entre el estator y los dientes del rotor.
El motor síncrono híbrido es una combinación de los dos motores anteriores. Tiene un rotor de dientes de imán permanente y también un estator dentado. El rotor tiene dos secciones, que son opuestas en polaridad y sus dientes están desplazados.
Este es una vista frontal de un motor paso a paso híbrido comúnmente utilizado que tiene 8 polos en el estator activados por 2 devanados, A y B. Por lo tanto, si activamos el devanado A, magnetizaremos 4 polos de los cuales dos tendrán polaridad Sur y dos polaridad Norte.
Podemos ver que de esta manera los dientes del rotor se alinean con los dientes de los polos A y no se alinean con los dientes de los polos B. Eso significa que en el siguiente paso, cuando apaguemos los polos A y activemos los polos B, el rotor se moverá en sentido antihorario y sus dientes se alinearán con los dientes de los polos B.
Si mantenemos activando los polos en un orden particular, el rotor se moverá continuamente. Aquí también podemos utilizar diferentes modos de conducción como el de onda, paso completo, medio paso y microstepping para aumentar aún más la resolución del motor paso a paso.
Categorías: Ingeniería Eléctrica.
¡Excelente explicación! Me ayudó a entender mejor cómo funciona un motor paso a paso. ¡Gracias!
Me encantó la manera en que explicaron el funcionamiento del motor paso a paso. Se entendió muy fácil, ¡gracias!
¡Buenísima explicación! Me quedó claro cómo funciona un motor paso a paso, gracias por el artículo. ¡A seguir aprendiendo!
¡Muy interesante! Nunca imaginé que un motor paso a paso fuera tan complicado. ¡Gracias por la info!