Motores paso a pasoSon dispositivos de movimiento discreto con una ventaja de bajo costo sobre los servomotores. Son dispositivos que convierten energía mecánica y eléctrica. Un motor que convierte energía mecánica en energía eléctrica se denomina "generador"; un motor que convierte energía eléctrica en energía mecánica se denomina "motor". Los motores paso a paso y los servomotores son productos de control de movimiento que pueden localizar con precisión el movimiento de los equipos de automatización y su forma de moverse, y se utilizan principalmente en la fabricación de equipos de automatización.
Existen tres tipos de rotor para motores paso a paso: reactivo (tipo VR), de imán permanente (tipo PM) e híbrido (tipo HB). 1) Reactivo (tipo VR): engranaje con dientes de rotor. 2) De imán permanente (tipo PM): rotor con imán permanente. 3) Híbrido (tipo HB): engranaje con imán permanente y dientes de rotor. Los motores paso a paso se clasifican según los devanados del estator: hay motores en serie bifásicos, trifásicos y pentafásicos. Los motores con dos estatores se denominan motores bifásicos y los de cinco estatores, pentafásicos. Cuantas más fases y pulsaciones tenga un motor paso a paso, mayor será su precisión.
Los motores HB pueden lograr movimientos de pasos incrementales pequeños muy precisos, mientras que los motores PM generalmente no requieren una alta precisión de control.Motores HBPermiten cumplir con requisitos complejos y precisos de control de movimiento lineal. Los motores PM tienen un par y un volumen relativamente pequeños, generalmente no requieren una alta precisión de control y son más económicos. Industrias: maquinaria textil, envasado de alimentos. En cuanto al proceso de producción y la precisión del control del motor,Motores paso a paso HBSon de gama más alta que los motores paso a paso PM.
Los motores paso a paso y los servomotores son productos de control de movimiento, pero difieren en su rendimiento. Un motor paso a paso es un dispositivo de movimiento discreto que recibe una orden y ejecuta un paso. Los motores paso a paso convierten la señal de pulso de entrada en un desplazamiento angular. Cuando el controlador del motor paso a paso recibe una señal de pulso, lo impulsa a girar un ángulo fijo en la dirección establecida. Un servomotor es un servosistema en el que las señales eléctricas se convierten en par y velocidad para accionar un objeto de control, que puede controlar la velocidad y la precisión de la posición.
✓ Los motores paso a paso y los servomotores son bastante diferentes en términos de características de baja frecuencia, características de frecuencia de momento y capacidad de sobrecarga:.
Precisión de control: cuantas más fases y filas tenga el motor paso a paso, mayor será la precisión; la precisión de control de los servomotores de CA está garantizada por el codificador rotatorio en el extremo posterior del eje del motor, cuantas más escalas tenga el codificador, mayor será la precisión.
✓ Características de baja frecuencia: Los motores paso a paso son propensos a vibraciones de baja frecuencia a bajas velocidades. Esta vibración, determinada por su principio de funcionamiento, perjudica el funcionamiento normal de la máquina. Generalmente, se utiliza tecnología de amortiguación para contrarrestarla. Los servosistemas de CA cuentan con función de supresión de resonancia, que compensa la falta de rigidez de la maquinaria. El funcionamiento es muy suave y no se producen vibraciones, incluso a bajas velocidades.
✓ Características de par-frecuencia: el par de salida de los motores paso a paso disminuye al aumentar la velocidad, por lo que su velocidad máxima de funcionamiento es de 300 a 600 RPM; los servomotores pueden generar un par nominal hasta la velocidad nominal (generalmente 2000 a 3000 RPM) y, por encima de la velocidad nominal, la salida de potencia es constante.
✓ Capacidad de sobrecarga: los motores paso a paso no tienen capacidad de sobrecarga; los servomotores tienen una fuerte capacidad de sobrecarga.
✓ Rendimiento de respuesta: Los motores paso a paso tardan entre 200 y 400 ms en acelerar desde parado hasta la velocidad de funcionamiento (varios cientos de revoluciones por minuto); el servomotor de CA ofrece un mejor rendimiento de aceleración y puede utilizarse en situaciones de control que requieren un arranque/parada rápidos. El servomotor de CA Panasonic MASA de 400 W, por ejemplo, acelera desde parado hasta su velocidad nominal de 3000 RPM en tan solo unos milisegundos.
Rendimiento operativo: los motores paso a paso están controlados por bucle abierto y son propensos a la pérdida de paso o al bloqueo cuando la frecuencia de inicio es demasiado alta o la carga es demasiado grande, y a sobreimpulsar cuando la velocidad es demasiado alta al detenerse; el servo de CA está controlado por bucle cerrado y el controlador puede muestrear directamente la señal de retroalimentación del codificador del motor, por lo que generalmente no hay pérdida de paso o sobreimpulso del motor paso a paso y el rendimiento del control es más confiable.
El servomotor de CA ofrece un rendimiento superior al del motor paso a paso, pero este último tiene la ventaja de su bajo precio. Si bien el servomotor de CA es superior a los motores paso a paso en cuanto a velocidad de respuesta, capacidad de sobrecarga y rendimiento de funcionamiento, los motores paso a paso se utilizan en escenarios menos exigentes debido a su relación calidad-precio. Gracias a la tecnología de bucle cerrado, los motores paso a paso de bucle cerrado ofrecen una excelente precisión y eficiencia, alcanzando un rendimiento similar al de los servomotores, además de su bajo precio.
Proyectar el futuro y definir las áreas emergentes. Las aplicaciones de motores paso a paso han experimentado cambios estructurales, con el mercado tradicional saturado y la aparición de nuevas industrias. Los motores de control y sistemas de accionamiento de la compañía están ampliamente presentes en instrumentos médicos, robots de servicio, automatización industrial, información y comunicación, seguridad y otras industrias emergentes, que representan una parte relativamente grande del negocio general y están creciendo a un ritmo acelerado. La demanda de motores paso a paso está relacionada con la economía, la tecnología, el nivel de automatización industrial y el desarrollo técnico de los propios motores paso a paso. El mercado ha alcanzado la saturación en industrias tradicionales como la ofimática, las cámaras digitales y los electrodomésticos, mientras que continúan surgiendo nuevas industrias, como la impresión 3D, la generación de energía solar, los equipos médicos y las aplicaciones automotrices.
| Campos | Aplicaciones específicas |
| automatización de oficinas | Impresoras, escáneres, fotocopiadoras, multifunción, etc. |
| Iluminación de escenario | Control de dirección de luz, enfoque, cambio de color, control de foco, efectos de iluminación, etc. |
| Bancario | Cajeros automáticos, impresión de billetes, producción de tarjetas bancarias, máquinas contadoras de dinero, etc. |
| Médico | Tomógrafo computarizado, analizador hematológico, analizador bioquímico, etc. |
| Industrial | Maquinaria textil, maquinaria de embalaje, robots, transportadores, líneas de montaje, máquinas de colocación, etc. |
| Comunicación | Acondicionamiento de señales, posicionamiento de antenas móviles, etc. |
| Seguridad | Control de movimiento para cámaras de vigilancia. |
| Automotor | Control de válvulas de aceite/gas, sistema de dirección ligera. |
Industria emergente 1: La impresión 3D continúa generando avances tecnológicos en I+D y ampliando sus aplicaciones en el sector de la distribución. Los mercados nacionales e internacionales crecen a una tasa aproximada del 30 %. La impresión 3D se basa en modelos digitales, apilando materiales capa por capa para crear objetos físicos. El motor es un componente de potencia importante en la impresora 3D, y su precisión influye en el resultado de la impresión 3D, que generalmente se realiza con motores paso a paso. En 2019, la industria mundial de la impresión 3D alcanzó los 12 000 millones de dólares, lo que representa un aumento interanual del 30 %.
Industria emergente 2: Los robots móviles están controlados por ordenador, con funciones como movimiento, navegación automática, control multisensor, interacción en red, etc. El uso más importante en la producción práctica es la manipulación, con un alto grado de no estandarización.
Los motores paso a paso se utilizan en el módulo de accionamiento de los robots móviles, y la estructura principal de accionamiento se ensambla con motores de accionamiento y reductores (cajas de engranajes). Si bien la industria nacional de robots industriales tuvo un inicio tardío en comparación con otros países, se encuentra a la vanguardia en el campo de los robots móviles. Actualmente, los componentes principales de los robots móviles se producen principalmente en el país, y las empresas nacionales prácticamente han cumplido con los requisitos de precisión en todos los aspectos, con menos empresas extranjeras competidoras.
El tamaño del mercado chino de robots móviles alcanzará aproximadamente los 6.200 millones de dólares en 2019, un aumento interanual del 45 %. El lanzamiento internacional de robots de limpieza profesionales ha aumentado significativamente su eficiencia. El lanzamiento del "segundo robot" en 2018 sigue al del robot humanoide. Este robot aspirador inteligente comercial cuenta con múltiples sensores para detectar obstáculos, escaleras y movimiento humano. Puede funcionar durante tres horas con una sola carga y limpiar hasta 1.500 metros cuadrados. Este robot puede reemplazar la mayor parte de la carga de trabajo diaria del personal de limpieza y aumentar la frecuencia de aspirado y limpieza, además de las tareas de limpieza existentes.
Industria emergente 3: Con la introducción del 5G, el número de antenas para estaciones base de comunicaciones está aumentando, al igual que el número de motores necesarios. Generalmente, se requieren 3 antenas para estaciones base de comunicaciones convencionales, de 4 a 6 antenas para estaciones base 4G, y el número de estaciones base y antenas para aplicaciones 5G sigue aumentando, ya que necesitan cubrir las comunicaciones tradicionales de telefonía móvil y las aplicaciones de IoT. Los productos de motor de control con componentes de caja de engranajes se están convirtiendo en un desarrollo personalizado común para plantas de antenas de estaciones base. Se utiliza un motor de control con caja de engranajes para cada antena ESC.
El número de estaciones base 4G aumentó en 1,72 millones en 2019, y se espera que la construcción de 5G abra un nuevo ciclo. En 2019, el número de estaciones base de telefonía móvil en China alcanzó los 8,41 millones, de las cuales 5,44 millones eran estaciones base 4G, lo que representa el 65 %. En 2019, el número de nuevas estaciones base 4G aumentó en 1,72 millones, la mayor cantidad desde 2015, debido principalmente a 1) la expansión de la red para cubrir puntos ciegos en áreas rurales. 2) La capacidad de la red central se actualizará para sentar las bases para la construcción de la red 5G. La licencia comercial 5G de China se emitirá en junio de 2019, y para mayo de 2020, se abrirán más de 250 000 estaciones base 5G en todo el país.
Industria emergente 5: Los dispositivos médicos son uno de los principales escenarios de aplicación de los motores paso a paso y uno de los segmentos en los que Vic-Tech participa activamente. Desde el metal hasta el plástico, los dispositivos médicos requieren un alto nivel de precisión en su producción. Muchos fabricantes de dispositivos médicos utilizan servomotores para cumplir con los requisitos de precisión, pero dado que los motores paso a paso son más económicos y pequeños que los servomotores, y su precisión es suficiente para algunos dispositivos médicos, los motores paso a paso se utilizan en la industria de fabricación de dispositivos médicos e incluso sustituyen a algunos servomotores.
Hora de publicación: 19 de mayo de 2023