¿Cuáles son los tipos de motores paso a paso?

A motor paso a pasoes un actuador que se controla con impulsos eléctricos y convierte los impulsos eléctricos (señales digitales) en desplazamientos angulares. En los últimos años, el rápido desarrollo de la tecnología microelectrónica y la tecnología de accionamiento ha promovido aún más el desarrollo de motores paso a paso. Este documento proporcionará una introducción profunda a los tipos de motores paso a paso y los clasificará de manera integral según el número de fases, la estructura del rotor y el modo de accionamiento.

 

1. Clasificación según el número de fases del estator.

El número de fases se refiere al número de devanados dentro del motor paso a paso. Los motores paso a paso que la gente usa comúnmente hoy en día son motores paso a paso de dos, tres y cinco fases. Según las diferentes fases, tienen diferentes ángulos de paso. Generalmente, el ángulo de paso del motor paso a paso de dos fases es 0.9 grados/1,8 grados, el motor paso a paso trifásico es de 1,2 grados y el motor paso a paso de cinco fases es de 0.72 grados .

 

1. 1motor paso a paso bifásico

Un motor paso a paso bifásico tiene dos devanados y su estructura es relativamente simple, lo cual es adecuado para algunas aplicaciones que tienen algunas limitaciones de costo pero requieren alta precisión. Además, generalmente presenta bajos niveles de vibración, por lo que también es adecuado para vibración. -aplicaciones sensibles.

1.2 Motor paso a paso híbrido trifásico

Un motor paso a paso trifásico tiene tres devanados con una estructura más compleja, adecuado para aplicaciones que requieren una gran suavidad de movimiento y estabilidad de control, como máquinas herramienta CNC de alta gama e instrumentos de precisión.

1.3 Motor paso a paso híbrido de cinco fases

El motor paso a paso 5-fase tiene cinco devanados. En comparación con los motores bifásicos y trifásicos, pueden proporcionar una mayor resolución de ángulo de paso, lo que ayuda a lograr un control de movimiento más fino, adecuado para aplicaciones que requieren una precisión de control muy alta, como máquinas de corte por láser, sistemas de posicionamiento de precisión, etc.

 

 

2. Clasificación según la estructura del rotor.

Según la estructura del rotor, el motor paso a paso se puede clasificar en motores paso a paso de reluctancia variable, motores paso a paso híbridos y motor paso a paso de imán permanente.

 

2.1 Motor paso a paso de reluctancia variable.

El rotor del motor está hecho de material magnético blando sin acero magnético y hay muchos dientes pequeños del mismo tamaño y paso en la superficie exterior del polo del rotor y en la superficie interior del polo del estator. Cuando se energiza la bobina del estator, el polo del estator se magnetiza y atrae los dientes del rotor, generando torque para avanzar un paso. En comparación con los motores de imanes permanentes que producen un par de atracción magnética y un par de repulsión magnética, el motor paso a paso de reluctancia variable solo produce un par de atracción. Su estructura es simple y tiene un ángulo de paso pequeño, de hasta 1,2 grados. En comparación con otros tipos de motores paso a paso, cuesta menos. Pero al mismo tiempo, tiene algunas desventajas, como pobre rendimiento dinámico, baja eficiencia, gran generación de calor, etc.

 

Motor paso a paso híbrido 2.2

Un motor paso a paso híbrido combina las ventajas del tipo reactivo y de imán permanente, con devanados multifásicos en el estator, material de imán permanente en el rotor y múltiples dientes pequeños tanto en el rotor como en el estator para mejorar la precisión del paso. Se caracteriza por un gran par de salida, buen rendimiento dinámico y un ángulo de paso pequeño, pero la estructura es complicada y el costo es relativamente alto.

 

2.3 Motor paso a paso de imán permanente

El rotor del motor paso a paso de imán permanente está hecho de material de imán permanente y el número de polos del rotor es el mismo que el número de polos del estator. Se caracteriza por un buen rendimiento dinámico y un gran par de salida, pero este tipo de motor tiene poca precisión y un gran ángulo de paso (generalmente 7,5 grados o 15 grados).

 

3. Clasificación según el método de accionamiento (accionamiento bipolar/accionamiento unipolar)

Los motores esteparios también se clasifican en motores paso a paso unipolares y motores paso a paso bipolares según el método de accionamiento. Si la bobina de un motor paso a paso puede conducir electricidad en ambas direcciones, entonces el motor paso a paso es bipolar; por el contrario, si a la bobina del motor paso a paso solo se le permite conducir electricidad en una dirección, entonces el motor paso a paso es unipolar.

 

La bobina de la siguiente figura puede conducir electricidad en ambas direcciones, por lo que es un motor paso a paso bipolar.

 

El cable central de la bobina en la figura siguiente siempre está conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación o siempre está conectado al terminal negativo de la fuente de alimentación, y es un motor paso a paso unipolar.

 

Generalmente, los accionamientos bipolares se utilizan para cargas de baja velocidad y alto par, mientras que los accionamientos unipolares se utilizan para accionamientos de alta velocidad. Esto se debe a que el par de salida del tipo bipolar es aproximadamente un 50 % mayor que el del tipo unipolar a bajas velocidades. A altas velocidades, la inductancia del tipo bipolar aumenta debido al gran número de vueltas, lo que reduce la corriente y, por tanto, el par. Por tanto, es necesario seleccionar razonablemente la aplicación de accionamiento unipolar o bipolar según el tamaño de la carga, la velocidad de uso, el tiempo de aceleración, etc.