motor paso a paso

Juan José Palomino Lago












En numerosas ocasiones como puede verse es necesario convertir la energía eléctrica en energía mecánica, utilizaremos los motores de corriente continua. Pero cuando lo que queremos es posicionamiento con un elevado grado de exactitud y/o una muy buena regulación de la velocidad, tenemos dos soluciones, la primera es utilizar un motor paso a paso yla segunda utilizar un servomotor.
Nos vamos a centrar en esta ocasión, la primera de las posibilidades, los motores paso a paso (stepping motor), vamos a realizar el estudio de su funcionamiento y su regulación.
Sus principales aplicaciones se pueden encontrar en robótica, tecnología aeroespacial, control de discos duros, flexibles, unidades de CD-ROM o deDVD e impresoras,en sistemas informáticos, manipulación y posicionamiento de herramientas y piezas en general.
Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos.
La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, esdecir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.
Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas está energizada, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circulacorriente por ninguna de sus bobinas.
Los motores Paso a Paso son motores en los que podemos controlar el desplazamiento del rotor en función de tensiones que se aplican a las bobinas. Por lo que podemos conseguir controles de los desplazamientos adelante y detrás y determinado numero de pasos por vuelta.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los motores eléctricos, en general, basan su funcionamiento enlas fuerzas ejercidas por un campo electromagnético y creadas al hacer circular una corriente eléctrica a través de una o varias bobinas. Si dicha bobina, generalmente circular y denominada estator, se mantiene en una posición 0mecánica fija y en su interior, bajo la influencia del campo electromagnético, se coloca otra bobina, llamada rotor, recorrida por una corriente y capaz de girar sobre sueje, esta última tenderá a buscas la posición de equilibrio magnético, es decir, orientará sus polos NORTE-SUR hacia los polos SUR-NORTE del estator, respectivamente. Cuando el rotor alcanza esta posición de equilibrio, el estator cambia la orientación de sus polos, aquel tratará de buscar la nueva posición de equilibrio; manteniendo dicha situación de manera continuada, se conseguiráun movimiento giratorio y continuo del rotor y a la vez la transformación de una energía eléctrica en otra mecánica en forma de movimiento circular.
Aun basado en el mismo fenómeno, el principio de funcionamiento de los motores de corriente continua, los motores paso a paso son más sencillos si cabe, que cualquier otro tipo de motor eléctrico.
La Figura A intenta ilustrar el modo de funcionamiento de unmotor paso a paso, suponemos que las bobinas L1 como L2 poseen un núcleo de hierrodulce capaza de imantarse cuando dichas bobinas sean recorridas por una corriente eléctrica. Por otra para el imán M puede girar libremente sobre el eje de sujeción central.

Figura A.- Principio de funcionamiento de un motor paso a paso
Inicialmente, sin aplicar ninguna corriente a las bobinas (que también reciben elnombre de fases) y con M en una posición cualquiera, el imán permanecerá en reposo si no se somete a una fuerza externa. 
Si se hace circula corriente por ambas fases como se muestra en la Figura A(a), se crearán dos polos magnéticos NORTE en la parte interna, bajo cuya influencia M se desplazará hasta la posición indicada en la dicha figura.
Si invertimos la polaridad de la corriente que...