1. ¿Qué es un motor paso a paso?
Un motor paso a paso es un actuador que convierte impulsos eléctricos en desplazamiento angular. En pocas palabras: cuando el controlador del motor paso a paso recibe una señal de impulso, lo hace girar un ángulo fijo (y un ángulo de paso) en la dirección establecida. Se puede controlar el número de impulsos para controlar el desplazamiento angular y así lograr un posicionamiento preciso; al mismo tiempo, se puede controlar la frecuencia de los impulsos para controlar la velocidad y la aceleración de rotación del motor y así lograr la regulación de velocidad.
2. ¿Qué tipos de motores paso a paso existen?
Existen tres tipos de motores paso a paso: de imán permanente (PM), reactivos (VR) e híbridos (HB). Los motores paso a paso de imán permanente suelen ser bifásicos, con menor par y volumen, y el ángulo de paso suele ser de 7,5 o 15 grados; los motores paso a paso reactivos suelen ser trifásicos, con un gran par de salida y un ángulo de paso de 1,5 grados, pero generan mucho ruido y vibración. En Europa, Estados Unidos y otros países desarrollados, se eliminaron en la década de 1980. Los motores paso a paso híbridos combinan las ventajas de los motores de imán permanente y los reactivos. Se dividen en bifásicos y pentafásicos: el ángulo de paso de los bifásicos suele ser de 1,8 grados y el de los pentafásicos, de 0,72 grados. Este tipo de motor paso a paso es el más utilizado.
3. ¿Qué es el par de retención (PAR DE RETENCIÓN)?
El par de retención (HOLDING TORQUE) se refiere al par del estator que bloquea el rotor cuando el motor paso a paso está energizado pero no gira. Es uno de los parámetros más importantes de un motor paso a paso, y generalmente el par de un motor paso a paso a bajas velocidades es cercano al par de retención. Dado que el par de salida de un motor paso a paso disminuye con el aumento de la velocidad, y la potencia de salida cambia con el aumento de la velocidad, el par de retención se convierte en uno de los parámetros más importantes para medir un motor paso a paso. Por ejemplo, cuando se habla de un motor paso a paso de 2 N·m, se refiere a un motor paso a paso con un par de retención de 2 N·m sin especificaciones especiales.
4. ¿Qué es el par de retención?
El PAR DE RETENCIÓN es el par con el que el estator bloquea el rotor cuando el motor paso a paso no está energizado. El PAR DE RETENCIÓN no se traduce de forma uniforme en China, lo que facilita los malentendidos; dado que el rotor del motor paso a paso reactivo no es de material magnético permanente, no tiene PAR DE RETENCIÓN.
5. ¿Cuál es la precisión del motor paso a paso? ¿Es acumulativa?
En general, la precisión de un motor paso a paso es del 3-5% del ángulo de paso, y no es acumulativa.
6. ¿Qué temperatura máxima está permitida en el exterior del motor paso a paso?
La alta temperatura del motor paso a paso desmagnetiza primero el material magnético del motor, lo que provoca una caída del par o incluso una pérdida de sincronización. Por lo tanto, la temperatura máxima permitida para el exterior del motor debe depender del punto de desmagnetización del material magnético de los diferentes motores. En general, el punto de desmagnetización del material magnético supera los 130 grados Celsius, y algunos incluso superan los 200 grados Celsius, por lo que es completamente normal que el exterior del motor paso a paso se encuentre en el rango de temperatura de 80 a 90 grados Celsius.
7. ¿Por qué disminuye el par del motor paso a paso al aumentar la velocidad de rotación?
Cuando el motor paso a paso gira, la inductancia de cada fase del bobinado genera una fuerza electromotriz inversa; cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será dicha fuerza. Bajo su acción, la corriente de fase del motor disminuye al aumentar la frecuencia (o velocidad), lo que conlleva una disminución del par motor.
8. ¿Por qué el motor paso a paso puede funcionar normalmente a bajas velocidades, pero si supera cierta velocidad no puede arrancar y emite un silbido?
El motor paso a paso posee un parámetro técnico: la frecuencia de arranque en vacío. Esta frecuencia de pulsos es la que permite que el motor arranque correctamente sin carga. Si la frecuencia de pulsos supera este valor, el motor no arrancará correctamente y podría perder pasos o bloquearse. En presencia de carga, la frecuencia de arranque debe ser menor. Para que el motor alcance una alta velocidad de rotación, la frecuencia de pulsos debe incrementarse gradualmente; es decir, la frecuencia de arranque debe ser baja y luego aumentarse hasta la frecuencia deseada (de baja a alta velocidad) con una aceleración determinada.
9. ¿Cómo superar la vibración y el ruido de un motor paso a paso híbrido de dos fases a baja velocidad?
La vibración y el ruido son desventajas inherentes de los motores paso a paso cuando giran a bajas velocidades, las cuales generalmente se pueden superar con los siguientes programas:
A. Si el motor paso a paso funciona en la zona de resonancia, esta puede evitarse cambiando la transmisión mecánica, como por ejemplo la relación de reducción;
B. Adopte el controlador con función de subdivisión, que es el método más común y sencillo;
C. Reemplazar con un motor paso a paso con un ángulo de paso más pequeño, como un motor paso a paso trifásico o quintuplete;
D. Cambiar a servomotores de CA, que pueden eliminar casi por completo la vibración y el ruido, pero a un costo más elevado;
E. En el eje del motor con amortiguador magnético, el mercado tiene tales productos, pero la estructura mecánica del cambio más grande.
10. ¿La subdivisión del accionamiento representa precisión?
La interpolación de motores paso a paso es esencialmente una tecnología de amortiguación electrónica (consulte la bibliografía pertinente), cuyo objetivo principal es atenuar o eliminar la vibración de baja frecuencia del motor paso a paso, siendo la mejora de la precisión de funcionamiento del motor una función secundaria de la tecnología de interpolación. Por ejemplo, para un motor paso a paso híbrido bifásico con un ángulo de paso de 1,8°, si el número de interpolaciones del controlador de interpolación se establece en 4, la resolución de funcionamiento del motor es de 0,45° por pulso. Que el motor pueda alcanzar o aproximarse a 0,45° también depende de otros factores, como la precisión del control de corriente de interpolación del controlador. La precisión de los controladores de subdivisión puede variar considerablemente entre los diferentes fabricantes; cuanto mayor sea el número de puntos de subdivisión, más difícil será controlar la precisión.
11. ¿Cuál es la diferencia entre la conexión en serie y la conexión en paralelo de un motor paso a paso híbrido de cuatro fases y su controlador?
El motor paso a paso híbrido de cuatro fases generalmente se acciona mediante un controlador de dos fases; por lo tanto, la conexión puede realizarse en serie o en paralelo para convertirlo en un motor de dos fases. La conexión en serie se utiliza generalmente cuando la velocidad del motor es relativamente alta y la corriente de salida del controlador requerida es 0,7 veces la corriente de fase del motor, lo que reduce el calentamiento del motor. La conexión en paralelo se utiliza generalmente cuando la velocidad del motor es relativamente alta (también conocida como conexión de alta velocidad) y la corriente de salida del controlador requerida es 1,4 veces la corriente de fase del motor, lo que aumenta el calentamiento del motor.
12. ¿Cómo determinar la fuente de alimentación de CC del controlador del motor paso a paso?
A. Determinación del voltaje
El voltaje de alimentación del controlador de motor paso a paso híbrido suele tener un rango amplio (por ejemplo, el voltaje de alimentación del IM483 es de 12 a 48 V CC). Este voltaje se selecciona generalmente según la velocidad de funcionamiento y los requisitos de respuesta del motor. Si la velocidad de funcionamiento del motor es alta o se requiere una respuesta rápida, el voltaje también debe ser alto. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la ondulación del voltaje de alimentación no debe exceder el voltaje de entrada máximo del controlador, ya que podría dañarse.
B. Determinación de la corriente
La corriente de alimentación se determina generalmente en función de la corriente de fase de salida I del controlador. Si se utiliza una fuente de alimentación lineal, la corriente puede ser de 1,1 a 1,3 veces I. Si se utiliza una fuente de alimentación conmutada, la corriente puede ser de 1,5 a 2,0 veces I.
13. ¿En qué circunstancias se suele utilizar la señal fuera de línea del controlador de motor paso a paso híbrido?
Cuando la señal FREE está en nivel bajo, la salida de corriente del controlador al motor se interrumpe y el rotor del motor queda en estado libre (sin alimentación). En algunos equipos de automatización, si se requiere girar el eje del motor directamente (manualmente) cuando el controlador no está energizado, se puede configurar la señal FREE en nivel bajo para desconectar el motor y realizar una operación o ajuste manual. Una vez finalizada la operación manual, se vuelve a configurar la señal FREE en nivel alto para continuar con el control automático.
14. ¿Cuál es la forma sencilla de ajustar el sentido de giro de un motor paso a paso bifásico cuando se le aplica energía?
Simplemente alinee A+ y A- (o B+ y B-) del cableado del motor y del controlador.
15. ¿Cuál es la diferencia entre los motores paso a paso híbridos de dos fases y de cinco fases para diferentes aplicaciones?
Pregunta y respuesta:
En general, los motores bifásicos con ángulos de paso amplios presentan buenas características de alta velocidad, pero tienen una zona de vibración a baja velocidad. Los motores pentafásicos, en cambio, tienen un ángulo de paso pequeño y funcionan con suavidad a bajas velocidades. Por lo tanto, cuando la precisión de funcionamiento del motor es alta, se recomienda utilizar motores pentafásicos principalmente en el rango de baja velocidad (generalmente inferior a 600 rpm). En cambio, si se busca un alto rendimiento del motor a alta velocidad, y la precisión y suavidad no son requisitos tan exigentes, se deben seleccionar motores bifásicos, que son más económicos. Además, el par de los motores pentafásicos suele ser superior a 2 Nm; para aplicaciones de bajo par, se suelen utilizar motores bifásicos, y el problema de la suavidad a baja velocidad se puede solucionar utilizando un variador de frecuencia.
Fecha de publicación: 12 de septiembre de 2024