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El motor paso a paso conocido también como motor de pasos es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa que es capaz de girar una cantidad de grados dependiendo de sus entradas de control.

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El motor paso a paso es un motor de corriente continua sin escobillas en el que la rotación se divide en un cierto número de pasos resultantes de la estructura del motor. Normalmente, una revolución completa del eje de 360° se divide en 200 pasos, lo que significa que se realiza una sola carrera del eje cada 1,8°.8 sept 2020

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El motor paso a paso conocido también como motor de pasos es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa que es capaz de girar una cantidad de grados dependiendo de sus entradas de control.

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Estos caballos de fuerza fueron creados en 1821, por el físico, matemático y químico británico Michael Faraday, el cual fue un dispositivo que sirvió como experimento para nuevos hallazgos y avances en este instrumento.Cinco décadas más tarde, el físico británico realizó un motor eléctrico que propulsara máquinas. porque para los trabajos de la época se necesitaba una poderosa fuente de energía. En 1870, tres años después, se construyó el primer motor práctico; que da nacimiento al motor de corriente directa.

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El motor paso a paso es un motor de corriente continua sin escobillas en el que la rotación se divide en un cierto número de pasos resultantes de la estructura del motor. Normalmente, una revolución completa del eje de 360° se divide en 200 pasos, lo que significa que se realiza una sola carrera del eje cada 1,8°.

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Un motor de corriente directa, es un dispositivo que tiene como finalidad transformar la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, Esto es posible gracias al campo magnético que lo compone. Dicho campo magnético es quizá, la pieza más importante de todo el equipo. Sin embargo, requiere del acompañamiento de otros componentes para realizar su operación con eficacia.

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Servomotor de CC(DC)

Como su nombre indica, un servomotor de CC es un servomotor que funciona con corriente continua, o en otras palabras; es un motor de CC con sensores y codificadores para proporcionar retroalimentación y control de bucle cerrado. Los servomotores de CC no están diseñados para soportar muchos picos de potencia y son mejores que los servomotores de CA para aplicaciones más pequeñas. Los servomotores de CC(DC) se utilizan habitualmente en robótica, automatización y maquinaria CNC por su versatilidad y alto nivel de precisión. Los servomotores de CC(DC) pueden distinguirse como con escobillas o sin escobillas. Los motores de CC con escobillas se conmutan mecánicamente con un conmutador y escobillas, mientras que un motor de CC sin escobillas se conmuta electrónicamente con sensores. Los motores de CC sin escobillas son más adecuados para las aplicaciones servo porque tienen mayor eficiencia y fiabilidad que los motores sin escobillas, que son más propensos al desgaste, especialmente en las escobillas.

Servomotor de CA(AC)

Un servomotor de CA es un servomotor que funciona con corriente alterna y consta de un codificador y un controlador para controlar y recibir retroalimentación del bucle cerrado. Los servomotores de CA se utilizan principalmente en aplicaciones de alta precisión. Pueden diseñarse para crear pares aún mayores utilizando tensiones más altas. Son más caros, más eficientes y pueden soportar más picos de corriente que los servomotores de CC debido a su diseño. Los dos tipos principales de motores de CA son los servomotores de CA síncronos y asíncronos. Se diferencian por la velocidad del rotor respecto a la del estator. En un servomotor síncrono, las velocidades del rotor y del estator son iguales. Mientras que en un servomotor asíncrono, la velocidad del rotor es inferior a la del estator. Los servomotores asíncronos, también conocidos como servomotores de inducción, pueden producir más par debido al deslizamiento causado por la diferencia de velocidad entre el eje y el campo magnético. En los servomotores síncronos no hay deslizamiento porque el estator y el rotor están sincronizados y requieren una fuente de alimentación de CA externa. Los servomotores síncronos se utilizan en aplicaciones como centrales eléctricas e instalaciones de fabricación, mientras que los servomotores asíncronos se emplean en ventiladores centrífugos y compresores, cintas transportadoras, cafeteras y ascensores.

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El motor de corriente continua, denominado también motor de corriente directa, motor CC o motor DC, es una máquina que convierte energía eléctrica en energía mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético.

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1. Motor de excitación independiente

En este tipo de motor eléctrico, el bobinado de CC es excitado por una fuente de CC independiente. Con la ayuda de la fuente separada, el bobinado de la armadura del motor es excitado y produce corriente.

2. Motor autoexcitación

Por la conexión del bobinado de campo, el motor de corriente continua autoexcitación se clasifica además en tres tipos: en serie, de autoexcitación Shunt o derivación y el motor de autoexcitación Compound o compuesta.

Motor en serie: En este motor el bobinado de campo está conectado en serie con la estructura del motor.

Motor de autoexcitación Shunt o derivación: El motor en el que el bobinado de campo se coloca en paralelo con la estructura, se conoce como motor de derivación

Motor de autoexcitación compuesta (Compound): El motor de corriente continua que tiene tanto la conexión en paralelo como en serie del bobinado de campo se conoce como el rotor de bobinado compuesto. Además, el motor de bobinado compuesto se clasifica en motor de corto y largo recorrido:

Motor de devanado corto – Si el bobinado del campo de devanado sólo es paralelo a una estructura del motor y no al campo en serie, se le conoce como la conexión de devanado corto del motor.

Motor de devanado largo – Si el bobinado del campo de devanado es paralelo tanto a la estructura como al bobinado del campo en serie, entonces el motor se conoce como el motor de devanado largo.

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Buen control de la velocidad
Los motores DC y brushless ofrecen una velocidad muy fácil de controlar. Cambiando la tensión del bobinado es posible conseguir una gran variación de la velocidad y, con este nivel de control, los motores de corriente continua con yo sin escobillas ofrecen la precisión requerida por una amplia gama de aplicaciones industriales.

Alto par
Un motor DC y brushless también ofrece un alto par de arranque, lo que lo hace perfecto para su uso en aplicaciones diseñadas para mover cargas más pesadas, como los sistemas de limpiaparabrisas y en aplicaciones de automatización industrial, como los sistemas de transporte o los equipos de manipulación de materiales. La potencia de accionamiento constante que ofrecen los motores DC y brushless significa que son ideales para mantener un par constante mientras se utiliza una aplicación, lo que los convierte en una excelente opción para una solución de motorreductor.

Funcionamiento perfecto
Dado que los motores DC y brushless funcionan con altos niveles de potencia controlable en toda una gama de velocidades, ofrecen la ventaja de funcionamiento sin problemas. En algunos sectores, es vital que los motores de corriente continua puedan arrancar y parar de forma eficiente para cumplir con los requisitos de la aplicación. Si busca una solución que ofrezca una aceleración rápida, la opción para invertir el sentido de la marcha y eficacia de arranque y parada, un motor de corriente continua es una muy buena opción.

Libre de armónicos
En cualquier sistema de energía eléctrica, un armónico es un voltaje o corriente en un múltiplo de la frecuencia fundamental del sistema, normalmente producida por la acción de cargas no lineales como rectificadores o dispositivos magnéticos saturados. Las frecuencias armónicas en la red eléctrica pueden ser la causa de problemas de calidad de la energía y los armónicos en algunos motores AC pueden causar pulsaciones de par, lo que resulta una disminución del par. Los motores de corriente continua están libres de problemas asociados a los armónicos.

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La construcción es más costosa

El momento torsor es más estable en función de la velocidad por debajo de la velocidad nominal en motores de corriente alterna.

Si la energía proviene de la red estándar de corriente alterna, para funcionar necesitará una fuente de alimentación que pase de alterna a continua.

El voltaje de trabajo es bajo por lo que para la misma potencia que en alterna, necesitan cableado más grueso.

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los motores DC con escobillas requieren pocos componentes externos o incluso ninguno, lo cual los hace también más útiles bajo condiciones del entorno duras. Aplicaciones adecuadas serían, entre otras, máquinas giratorias y afiladoras, instalaciones transportadoras y aspiradores. Además, con motores DC con escobillas pueden accionarse compresores, máquinas de rotación y ascensores.

En casos como el del ámbito de la robótica, donde se requiere un control extremadamente preciso y un par motor reducido se utilizan motores DC con imán permanente integrado. Gracias a las ventajas de rendimiento frente a los motores DC con escobillas, los modelos sin escobillas se emplean en un espectro creciente de campos de aplicación. En numerosos sectores y áreas concretas de las más diversas ramas de la economía los motores DC sin escobillas ya han superado a su competidor.

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Es posible encontrar motores de corriente en juguetes, giradiscos, electrodomésticos, modelado de trenes, etc.; en el caso de la industria, se pueden aprovechar en compresores, máquinas de rotación y ascensores.

ventiladores y aires acondicionados, pero también en grandes electrodomésticos como lavadoras, frigoríficos, congeladores

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Motor paso a paso de imán permanente

Un motor de imán permanente podría tener dos bobinas (electroimanes) formando los cuatro polos variables, y el rotor del motor estaría magnetizado radialmente. Cambiar la posición del rotor cambiaría la dirección del flujo de corriente en las bobinas, lo que cambiaría los polos magnéticos. Si la dirección de la corriente se cambiara en consecuencia, el rotor de dicho motor giraría 90°. Un solo paso de dicho motor, aunque podría ser útil en algunas aplicaciones, sería muy grande y no muy precisa. Por lo tanto, de hecho, los motores de imanes permanentes tienen más polos de rotor y, para aumentar el número de pasos y la precisión de posicionamiento, se montan varios imanes en su rotor.

Motor paso a paso de reluctancia variable

Los motores de reluctancia variable estuvieron entre los primeros modelos de motores paso a paso. Hoy en día son bastante raros y usados. En este tipo de motor, el rotor consta de varios dientes hechos de hierro dulce. Cuando las bobinas del estator son alimentadas por una corriente continua, el diente del rotor es atraído por el campo magnético. Gracias a la conmutación secuencial, el rotor gira en el ángulo determinado por la estructura del motor.

Los motores de este tipo, aunque de construcción simple y fáciles de controlar, tienen baja resolución y bajo par.

Motor paso a paso híbrido

El motor híbrido es uno de los tipos de motores paso a paso más utilizados en la industria. Se caracteriza por una alta resolución: su rotor realiza saltos de 0,9° a 3,6° (de 400 a 100 golpes). Este tipo de motor supera al resto en cuanto a fiabilidad, par, par de retención y velocidad alcanzada.

El rotor del motor híbrido está compuesto de imanes permanentes, pero a diferencia de los motores de imanes permanentes discutidos anteriormente, no están montados radialmente sino magnetizados axialmente. Normalmente, el rotor consta de dos anillos magnetizados de forma diferente colocados en el eje del motor. Cada anillo tiene ranuras que forman los dientes del rotor.

MOTORES UNIPOLARES Y BIPOLARES

Otra división de los motores paso a paso resulta del método de hacer el devanado en motores de 2 fases. Dependiendo de él, los motores se dividen en unipolares y bipolares. La principal diferencia es que el motor unipolar funciona con una polaridad de corriente (voltaje), mientras que el motor bipolar funciona con dos polaridades, lo que significa que la dirección del flujo de corriente en la bobina es variable. Otra diferencia es que las bobinas del motor deben estar conectadas de tal manera que sea posible transferir energía desde el final de una bobina al principio de la otra. Este método de conexión permite el uso de corriente (voltaje) de una polaridad. Las diferencias en la construcción de ambos tipos de motores se ilustran de forma simplificada en los dibujos 3 y 4.

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-Al tener una velocidad de respuesta extraordinaria, el servomotor proporciona un gran par en la ocasión de movimiento de posicionamiento rápido de punto a punto, lo que hace que el sistema tenga una respuesta dinámica extremadamente alta y supere con creces el límite del sistema paso a paso tradicional .

- El servomotor permanece en el rango de velocidad nominal y pertenece a la salida de par constante. Y tiene una variedad de ajustes de retroalimentación para garantizar la precisión de funcionamiento del servomotor y el par de salida.

-Desarrolla altos torques de hasta 3 o 4 veces su torque nominal en forma transitoria.

-No posee escobillas.

-Debido a que su rotor es de imán permanente, desarrolla menos inercia.

-Velocidad constante.

-Menos calentamiento.

-Rotor más cortó debido a que no hay que hacer conmutación.

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Versiones híbridas bipolares y unipolares

Modelos con alto par

Versiones de 2 y 5 fases

Posibilidad de acoplamiento con encoder incremental, resolver y freno

Tamaños de size 8 (brida cuadrada 20mm) a size 42 (brida cuadrada 110mm)

Par de 0,04Nm a 29Nm

Versiones con ángulos de paso mecánicos 0,9° y 0,45°

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-Las principales ventajas del motor paso a paso son un funcionamiento preciso, un fácil control de la posición del rotor y su velocidad de rotación. Esto se puede lograr con una estructura relativamente simple y un bajo costo de la solución terminada.

-El par motor es muy alto a baja velocidad.

-No hay escobillas en la construcción del motor, lo que se traduce en una alta durabilidad mecánica y una mayor fiabilidad.

-arranque rápido gracias a un par elevado, parada fácil gracias al par de retención elevado y la capacidad de cambiar rápidamente el sentido de giro.

-la facilidad para configurar las características de inicio y parada también es de gran importancia.

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-El alto costo del equipo.

-Dificultad en la configuración inicial de la calibración del equipo. es imposible hacerlo sin necesidad de conocimientos especiales.

-Si el control es incorrecto, es fácil generar resonancia;

-Es difícil correr a una velocidad mayor;

-Es difícil obtener un par de torsión grande;

-No hay ninguna ventaja en términos de volumen y peso, y la utilización de energía es baja;

-Cuando se excede la carga, se destruye la sincronización y se generan vibraciones y ruidos a alta velocidad.

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-El motor requiere energía tanto cuando está en movimiento como cuando está parado.

-El par motor es mayor a rpm relativamente bajas y disminuye a altas rpm.

-Es imposible obtener una alta velocidad de rotación mientras se mantiene el par y la capacidad del motor para "soportar" la carga establecida.

-Se requiere un mecanismo de retroalimentación para un control confiable del motor, que se puede realizar, por ejemplo, sobre la base de un codificador u otro tipo de sensor.

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Las principales aplicaciones

*Industria de la maquinaria: centros de mecanizado, punzonadoras CNC, plegadoras, cizallas, programadores PLC, etc.;

*Industria gráfica: máquina de secado de tablas; máquina de impresión, máquina de impresión offset, máquina rotativa, fotocomposición láser, equipo de prueba, punzonadora automática y máquina de impresión por chorro de tinta, etc.;

*Industria médica: monitor, máquina de ultrasonido B, caja de control CT, probador de electrocardiograma (EEG), máquina de rayos X, etc.;

*Industria alimentaria: esterilizador, homogeneizador, máquina etiquetadora, máquina para fabricar latas, instrumento de control de flujo, máquina selladora, etc.;

*Industria de neumáticos de caucho: línea de producción de capas de correas de alambre de acero, línea de producción de extrusión de revestimiento interior, calandra de alambre de acero, etc.;

*Industria de ascensores: control de puertas, control de piso, etc.

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Los motores paso a paso tienen también aplicaciones en las siguientes áreas:

Maquinaria de embalaje

Máquinas para el montaje

Mesas giratorias

Maquinaria para orfebres

Maquinaria para gafas

Robótica

Eje eléctrico

Tablas x, y

Posicionadores angulares

Paletización

Sistemas señaladores

Actuadores

Equipos