motores de velocidad gradual

Motores de velocidad gradual o de pasos

Introducción
Los motores de velocidad gradual o de pasos son motores especiales que se utilizan cuando el movimiento y la posición se tienen que controlar con precisión.
Como su nombre lo dice, éstos giran en pasos discretos, y cada paso corresponde a un pulso que es suministrado a uno de sus devanados de estator.
Dependiendo de su diseño, un motor apasos puede avanzar 90°, 45°, 18° o incluso una fracción de grados por pulso.

Motor de pasos elemental
Consta de un estator que tiene tres polos salientes y un rotor de dos polos hecho de hierro dulce. Los devanados se pueden colocar sucesivamente a una fuente de potencia CD por medio de tres interruptores A, B y C. Cuando están los interruptores abiertos el rotor puede tomar cualquierposición. 

Imagen de motor a pasos elemental

Al cerrar el interruptor A, el campo magnético resultante creado por el polo 1 atraerá al rotor y éste se alineará. Si se abre el interruptor A y se cierra simultáneamente el B, el rotor se alineará con el polo 2. Al hace esto, girará 60° en sentido contrario a las manecillas del reloj. Después si abrimos el
interruptor B y cerramos simultáneamente elC, el rotor girará otros 60° en sentido contrario a las manecillas del reloj, alineándose esta vez con el polo 3. Para que el motor avance en sentido contrario se cierran y abren los interruptores en las secuencias A, B, C, A, B, C… Además invirtiendo la secuencia se invierte la rotación. Para fijar la posición final del rotor, el último interruptor que se haya cerrado, debe permanecer cerrado.Esto retiene al motor en su última posición y evita que se mueva por los movimientos de torsión externos. A esto se le conoce como momento de torsión de retención del motor.

Par o momento de torsión frente a corriente
El par o momento de torsión desarrollado por un motor de pasos depende de la corriente. Por ejemplo, cuando la corriente es de 8A el motor desarrolla un momento de torsión de 3 N-m.Éste es el momento de torsión que el motor puede ejercer mientras se mueve de una posición a la siguiente, por lo que se llama momento de torsión de tirón.

Velocidad de avance a pasos en el modo arranque-detención

Cuando el motor avanza lentamente en el modo de arranque-detención, existe un límite máximo para la velocidad de avance a pasos. Si la velocidad de los pulsos de la corriente enlos devanados es demasiado rápida, el rotor es incapaz de seguir con precisión los pulsos, y se perderán pasos. Para mantener el sincronismo, el rotor
debe detenerse antes de avanzar a la siguiente posición. Esto significa que el intervalo entre pasos sucesivos debe ser por lo menos 6ms, es decir, la velocidad de avance a pasos está limitada a un máximo de 1000/6 =167 pasos por segundo.
El modoavance a pasos de arranque-detención también se conoce como arranque sin error. La curva 1 de la figura siguiente muestra la característica de avance sin error.

EJEMPLO:
Si el motor a pasos funciona solo sometido a un momento de torsión de 1.4 N-m, la velocidad de avance a pasos máxima posible, sin que se pierda la cuenta es de 500 pasos por segundo. Pero si el motor impulsa a un dispositivoque tiene inercia, la velocidad permisible se redice a aproximadamente 400 pasos por segundo.

Velocidad uniforme
Se puede hacer que un motor a pasos funcione a velocidad uniforme sin detenerse y arrancar a cada paso. En este caso no hay efecto de inercia. Por ello, parauna velocidad de avance de pasos dada, el motor puede soportar un momento de torsión de carga mayor. A continuación se muestrala relación entre el momento de torsión de carga y los pasos por segundo a velocidad uniforme.

Imagen de motor en arranque-detención y a velocidad uniforme

Características del motor de pasos

Torsión estática o explotación - características de desplazamiento.
La característica de la estática (de par - desplazamiento se explica
mejor con un electro-imán y un solo polo del rotor. En el...