Control De Motor De Paso

CONTROL DE MOTOR DE PASO
 OBJETIVOS
El objetivo del presente laboratorio es que el estudiante aplique sus conocimientos de maquinas eléctricas, control de procesos industriales y lenguajes de programación para controlar un motor de paso relacionándolo como dispositivo final o actuador.
 MATERIALES E INSTRUMENTOS
* Programa de control.
* Transistores 2N3904.
* Resistenciasde 470ðð
* Motor de paso.
* Microcomputador.
 FUNDAMENTO TEORICO
MOTORES PASO A PASO
EL motor paso a paso está constituido esencialmente por dos partes: a) Una fija llamada "estator", construida a base de cavidades en las que van depositadas las bobinas que excitadas convenientemente formarán los polos norte-sur de forma que se cree un campo magnético giratorio. b) Una móvil, llamada"rotor" construida mediante un imán permanente, con el mismo número de pares de polos, que el contenido en una sección de la bobina del estator; este conjunto va montado sobre un eje soportado por dos cojinetes que le permiten girar libremente.
Si por el medio que sea, conseguimos excitar el estator creando los polos N-S, y hacemos variar dicha excitación de modo que el campo magnético formadoefectúe un movimiento giratorio, la respuesta del rotor será seguir el movimiento de dicho campo, produciéndose de este modo el giro del motor.
Puede decirse por tanto que un motor paso a paso es un elemento que transforma impulsos eléctricos en movimientos de giro controlados, ya que podremos hacer girar al motor en el sentido que deseemos y el número de vueltas y grados que necesitemos.
Segúnla construcción de las bobinas del estator, podemos diferenciar entre motores "bipolares" y motores "unipolares". Los primeros tiene las bobinas con un arrollamiento único, mientras que los segundos tienen las bobinas compuestas por dos arrollamientos cada una. En la FIG.1 podemos ver esta diferencia de forma gráfica. A igual número de espiras, el unipolar, deberá tener menor sección en el hilo delas bobinas, aumentando por tanto su resistencia y disminuyendo su par a bajas velocidades.
Al número de grados que gira el rotor, cuando se efectúa un cambio de polaridad en las bobinas del estator, se le denomina "ángulo de paso" y puede ser muy variado en función de la aplicación y por tanto de la construcción del mismo. Además, existe la posibilidad (con el control electrónico apropiado) deconseguir una rotación de medio paso. En los motores que tratamos a continuación el paso completo es de 7'5º (medio paso 3'75º) y el número de pasos por vuelta completa es de 48. En cada paso puede producirse un error cifrado de 0'5º en adelanto o en retraso, sin embargo, este error no es acumulativo, quedando anulado en el transcurso de los 360 grados eléctricos. Deberemos considerar que cuando seefectúe medio giro, el motor desarrollará un par menor y ejecutará el giro con menor precisión. Los motores son fabricados para trabajar en un rango de frecuencias determinado por el fabricante y rebasado dicho rango, estaremos provocando una velocidad de giro del campo magnético creado por el estator muy elevada, no siendo el rotor capaz de alcanzar esa velocidad, provocando una pérdida desincronización y quedando frenado en estado de vibración. Para estos motores, la máxima frecuencia admisible está alrededor de los 625 Hz.
SECUENCIA DE EXCITACION DE LAS BOBINAS: Puesto que estamos hablando de dos tipos de motores paso a paso, el bipolar y el unipolar, tendremos también dos modos de excitación de sus devanados:
1.- Devanado bipolar. Tenemos dos bobinas de arrollamiento único y suexcitación, es decir, el orden en que se les aplica la tensión, hace circular una determinada intensidad en un sentido u otro, creando así los polos Norte-Sur y produciendo el giro del motor. La secuencia se expresa en la tabla siguiente. Si seguimos el orden 1, 2, 3, 4, estaremos efectuando un giro hacia la derecha. Para invertir el giro no tendremos más que seguir la secuencia inversa, es decir,...