En equipos de automatización, instrumentos de precisión, robots e incluso impresoras 3D y dispositivos domésticos inteligentes de uso diario, los micromotores paso a paso desempeñan un papel indispensable gracias a su posicionamiento preciso, su sencillo control y su alta rentabilidad. Sin embargo, ante la impresionante variedad de productos disponibles en el mercado, ¿cómo elegir el micromotor paso a paso más adecuado para su aplicación? Comprender a fondo sus parámetros clave es el primer paso para una selección acertada. Este artículo le proporcionará un análisis detallado de estos indicadores clave para ayudarle a tomar decisiones informadas.
1. Ángulo de paso
Definición:El ángulo de rotación teórico de un motor paso a paso al recibir una señal de pulso es el indicador de precisión más fundamental de un motor paso a paso.
Valores comunes:Los ángulos de paso comunes para los micromotores paso a paso híbridos bifásicos estándar son de 1,8° (200 pasos por revolución) y 0,9° (400 pasos por revolución). Los motores más precisos pueden alcanzar ángulos menores (por ejemplo, 0,45°).
Resolución:Cuanto menor sea el ángulo de paso, menor será el ángulo del movimiento de paso único del motor y mayor será la resolución de posición teórica que se puede lograr.
Funcionamiento estable: a la misma velocidad, un ángulo de paso más pequeño generalmente significa un funcionamiento más suave (especialmente con accionamiento por micropasos).
Puntos de selección:Seleccione según la distancia mínima de movimiento requerida o los requisitos de precisión de posicionamiento de la aplicación. Para aplicaciones de alta precisión, como equipos ópticos e instrumentos de medición de precisión, es necesario optar por ángulos de paso más pequeños o utilizar tecnología de micropasos.
2. Par de retención
Definición:El par estático máximo que un motor puede generar a la corriente nominal y en estado energizado (sin rotación). La unidad suele ser N·cm u oz·in.
Importancia:Este es el indicador principal para medir la potencia de un motor, determinando cuánta fuerza externa puede resistir el motor sin perder el paso cuando está parado y cuánta carga puede soportar en el momento del arranque/parada.
Impacto:Directamente relacionado con el tamaño de la carga y la capacidad de aceleración del motor. Un par insuficiente puede provocar dificultades en el arranque, pérdida de paso durante el funcionamiento e incluso el estancamiento.
Puntos de selección:Este es uno de los principales parámetros a considerar al seleccionar. Es necesario garantizar que el par de retención del motor sea mayor que el par estático máximo requerido por la carga y que exista un margen de seguridad suficiente (generalmente se recomienda entre el 20 % y el 50 %). Considere los requisitos de fricción y aceleración.
3. Corriente de fase
Definición:Corriente máxima (normalmente valor eficaz) permitida por cada devanado de fase de un motor en condiciones nominales de funcionamiento. Unidad: amperio (A).
Importancia:Determina directamente la magnitud del par que puede generar el motor (el par es aproximadamente proporcional a la corriente) y el aumento de temperatura.
La relación con la pulsión:¡Es crucial! El motor debe estar equipado con un controlador que proporcione la corriente de fase nominal (o que se pueda ajustar a ese valor). Una corriente de excitación insuficiente puede causar una disminución del par de salida del motor; una corriente excesiva puede quemar el devanado o causar sobrecalentamiento.
Puntos de selección:Especifique claramente el torque requerido para la aplicación, seleccione el motor con especificación de corriente adecuada según la curva de torque/corriente del motor y coincida estrictamente con la capacidad de salida de corriente del controlador.
4. Resistencia del devanado por fase e inductancia del devanado por fase
Resistencia (R):
Definición:La resistencia de CC de cada devanado de fase. La unidad es ohmios (Ω).
Impacto:Afecta la demanda de tensión de alimentación del controlador (según la ley de Ohm, V = I * R) y la pérdida de cobre (generación de calor, pérdida de potencia = I ² * R). Cuanto mayor sea la resistencia, mayor será la tensión requerida con la misma corriente y mayor será la generación de calor.
Inductancia (L):
Definición:Inductancia de cada devanado de fase. Unidad: milihenrios (mH).
Impacto:Es crucial para el rendimiento a alta velocidad. La inductancia puede dificultar los cambios rápidos de corriente. Cuanto mayor sea la inductancia, más lenta será la subida o bajada de la corriente, lo que limita la capacidad del motor para alcanzar la corriente nominal a altas velocidades, lo que resulta en una disminución drástica del par a altas velocidades (caída del par).
Puntos de selección:
Los motores de baja resistencia y baja inductancia generalmente tienen un mejor rendimiento a alta velocidad, pero pueden requerir corrientes de conducción más altas o tecnologías de conducción más complejas.
Las aplicaciones de alta velocidad (como equipos de escaneo y dispensación de alta velocidad) deben priorizar los motores de baja inductancia.
El controlador debe ser capaz de proporcionar un voltaje suficientemente alto (normalmente varias veces el voltaje de 'I R') para superar la inductancia y garantizar que la corriente pueda establecerse rápidamente a altas velocidades.
5. Aumento de temperatura y clase de aislamiento
Aumento de temperatura:
Definición:Diferencia entre la temperatura del devanado y la temperatura ambiente de un motor tras alcanzar el equilibrio térmico a la corriente nominal y en condiciones de funcionamiento específicas. Unidad: °C.
Importancia:El aumento excesivo de temperatura puede acelerar el envejecimiento del aislamiento, reducir el rendimiento magnético, acortar la vida útil del motor e incluso provocar fallos de funcionamiento.
Nivel de aislamiento:
Definición:El nivel estándar para la resistencia al calor de los materiales de aislamiento del devanado del motor (como nivel B 130 ° C, nivel F 155 ° C, nivel H 180 ° C).
Importancia:determina la temperatura de funcionamiento máxima permitida del motor (temperatura ambiente + aumento de temperatura + margen de punto caliente ≤ temperatura del nivel de aislamiento).
Puntos de selección:
Comprenda la temperatura ambiental de la aplicación.
Evaluar el ciclo de trabajo de la aplicación (operación continua o intermitente).
Seleccione motores con niveles de aislamiento suficientemente altos para garantizar que la temperatura del devanado no supere el límite superior del nivel de aislamiento en las condiciones de trabajo previstas y el aumento de temperatura. Un buen diseño de disipación de calor (como la instalación de disipadores de calor y refrigeración por aire forzado) puede reducir eficazmente el aumento de temperatura.
6. Tamaño del motor y método de instalación
Tamaño:Se refiere principalmente al tamaño de la brida (como las normas NEMA 6, NEMA 8, NEMA 11, NEMA 14 y NEMA 17, o tamaños métricos como 14 mm, 20 mm, 28 mm, 35 mm y 42 mm) y la longitud del cuerpo del motor. El tamaño afecta directamente el par de salida (normalmente, cuanto mayor sea el tamaño y más largo el cuerpo, mayor será el par).
NEMA6 (14 mm):
NEMA8 (20 mm):
NEMA11 (28 mm):
NEMA14 (35 mm):
NEMA17 (42 mm):
Métodos de instalación:Los métodos comunes incluyen la instalación de brida frontal (con orificios roscados), instalación de cubierta trasera, instalación de abrazadera, etc. Debe coincidir con la estructura del equipo.
Diámetro del eje y longitud del eje: El diámetro y la longitud de extensión del eje de salida deben adaptarse al acoplamiento o la carga.
Criterios de selección:Seleccione el tamaño mínimo permitido por las limitaciones de espacio, cumpliendo con los requisitos de torque y rendimiento. Confirme la compatibilidad de la posición del orificio de instalación, el tamaño del eje y el extremo de carga.
7. Inercia del rotor
Definición:El momento de inercia del rotor del motor. La unidad es g · cm².
Impacto:Afecta la velocidad de respuesta de aceleración y desaceleración del motor. Cuanto mayor sea la inercia del rotor, mayor será el tiempo de arranque y parada requerido, y mayor será la capacidad de aceleración del variador.
Puntos de selección:Para aplicaciones que requieren arranques y paradas frecuentes y una rápida aceleración/desaceleración (como robots de selección y colocación de alta velocidad, posicionamiento de corte por láser), se recomienda elegir motores con una inercia de rotor pequeña o asegurarse de que la inercia de carga total (inercia de carga + inercia del rotor) esté dentro del rango de coincidencia recomendado del controlador (normalmente, la inercia de carga recomendada ≤ 5-10 veces la inercia del rotor; los controladores de alto rendimiento se pueden relajar).
8. Nivel de precisión
Definición:Se refiere principalmente a la precisión del ángulo de paso (la desviación entre el ángulo de paso real y el valor teórico) y al error de posicionamiento acumulado. Generalmente se expresa como porcentaje (por ejemplo, ±5%) o ángulo (por ejemplo, ±0,09°).
Impacto: Afecta directamente la precisión absoluta del posicionamiento en control de lazo abierto. Un desfase (debido a un par insuficiente o a una alta velocidad de avance) generará mayores errores.
Puntos clave de selección: La precisión estándar del motor suele satisfacer la mayoría de los requisitos generales. Para aplicaciones que requieren una precisión de posicionamiento extremadamente alta (como equipos de fabricación de semiconductores), se recomiendan motores de alta precisión (con un margen de error de ±3 %), que pueden requerir control de lazo cerrado o codificadores de alta resolución.
Consideración integral, coincidencia precisa
La selección de micro motores paso a paso no se basa únicamente en un único parámetro, sino que debe considerarse integralmente de acuerdo con su escenario de aplicación específico (características de carga, curva de movimiento, requisitos de precisión, rango de velocidad, limitaciones de espacio, condiciones ambientales, presupuesto de costos).
1. Aclarar los requisitos básicos: el par de carga y la velocidad son los puntos de partida.
2. Adaptación de la fuente de alimentación del controlador: los parámetros de corriente de fase, resistencia e inductancia deben ser compatibles con el controlador, con especial atención a los requisitos de rendimiento de alta velocidad.
3. Preste atención a la gestión térmica: asegúrese de que el aumento de temperatura esté dentro del rango permitido del nivel de aislamiento.
4. Considere las limitaciones físicas: el tamaño, el método de instalación y las especificaciones del eje deben adaptarse a la estructura mecánica.
5. Evaluar el rendimiento dinámico: las aplicaciones frecuentes de aceleración y desaceleración requieren atención a la inercia del rotor.
6. Verificación de precisión: Confirme si la precisión del ángulo de paso cumple con los requisitos de posicionamiento de bucle abierto.
Al analizar estos parámetros clave, podrá despejar la incertidumbre e identificar con precisión el micromotor paso a paso más adecuado para su proyecto, sentando las bases para un funcionamiento estable, eficiente y preciso del equipo. Si busca la mejor solución de motor para una aplicación específica, no dude en consultar con nuestro equipo técnico para obtener recomendaciones personalizadas según sus necesidades. Ofrecemos una gama completa de micromotores paso a paso de alto rendimiento y sus controladores correspondientes para satisfacer diversas necesidades, desde equipos generales hasta instrumentos de vanguardia.
Hora de publicación: 18 de agosto de 2025