MOTOR A PASOS

MARCO TEÓRICO

MOTOR A PASOS
El motor paso a paso es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que un conversor digital-analógico (D/A) y puede sergobernado por impulsos procedentes de sistemas lógicos.
Este motor presenta las ventajas de tener alta precisión y repetitividad en cuanto al posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan como motor de frecuencia variable, motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente.
Existen 3 tipos fundamentales de motores paso a paso: el motor dereluctancia variable, el motor de magnetización permanente, y el motor paso a paso híbrido.

Secuencia de funcionamiento
Obsérvese como la variación de la dirección del campo magnético creado en el estator producirá movimiento de seguimiento por parte del rotor de imán permanente, el cual intentará alinearse con el campo magnético inducido por las bobinas que excitan los electroimanes (en este caso A yB). Vcc es la alimentación de corriente continua (por ejemplo 5V, 12V, 24V...).
Tabla de orden de fases. En este caso concreto el motor tendrá un paso angular de 90º y un semipaso de 45º (al excitarse más de una bobina)
Paso
Terminal 1
Bobina A
Terminal 2
Bobina A
Terminal 1
Bobina B
Terminal 2
Bobina B
Imagen
Paso 1
+Vcc
-Vcc

-Vcc

(Semi-)Paso 2
+Vcc
-Vcc
+Vcc
-Vcc

Paso3


+Vcc
-Vcc

(Semi-)Paso 4
-Vcc
+Vcc
+Vcc
-Vcc

Paso 5
-Vcc
+Vcc



(Semi-)Paso 6
-Vcc
+Vcc
-Vcc
+Vcc

Paso 7


-Vcc
+Vcc

(Semi-)Paso 8
+Vcc
-Vcc
-Vcc
+Vcc


Control de las Bobinas
Para el control del motor paso a paso de este tipo (bipolar), se establece el principio de "Puente H", si se activan T1 y T4, permiten la alimentación en un sentido; si cambiamosel sentido de la alimentación activando T2 y T3, cambiaremos el sentido de alimentación y el sentido de la corriente.

Velocidad de rotación
La velocidad de rotación viene definida por la ecuación:
N = 60 * \frac{f}{n}

Donde:
f: frecuencia del tren de impulsos
n: nº de polos que forman el motor
Si bien hay que decir que para estos motores, la máxima frecuencia admisible suele estaralrededor de los 625 Hz, en caso de que la frecuencia de pulsos sea demasiado elevada, el motor puede reaccionar en alguna de las siguientes maneras:
No realizar ningún movimiento en absoluto.
Comenzar a vibrar pero sin llegar a girar.
Girar erráticamente.
Girar en sentido opuesto.
Perder potencia
Como ayuda es recomendable que también se coloque a disposición un simulador o circuito para probarestos motores paso a paso para descartar fallas en ello.

Tipos de motores paso a paso
El motor de paso de rotor de imán permanente: Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no está energizado. Dependiendo de la construcción del motor, es típicamente posible obtener pasos angulares de 7.5, 11.25, 15, 18, 45 o 90°. El ángulo de rotación se determina por el número de polos en elestator
El motor de paso de reluctancia variable (VR): Tiene un rotor multipolar de hierro y un estator devanado laminado, y rota cuando los dientes del rotor son atraídos a los dientes del estator electromagnéticamente energizados. La inercia del rotor de un motor de paso de reluctancia variable es pequeña y la respuesta es muy rápida, pero la inercia permitida de la carga es pequeña. Cuandolos devanados no están energizados, el par estático de este tipo de motor es cero. Generalmente, el paso angular de este motor de paso de reluctancia variable es de 15°.

El motor híbrido de paso: Se caracteriza por tener varios dientes en el estator y en el rotor, el rotor con un imán concéntrico magnetizado axialmente alrededor de su eje. Se puede ver que esta configuración es una mezcla de...