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Noções básicas do motor de passo: tipos, finalidade e como funcionam

Número Browse:5     Autor:editor do site     Publicar Time: 2023-05-16      Origem:alimentado

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Neste artigo, abordaremos os fundamentos dos motores de passo.Você aprenderá sobre o princípio de funcionamento, método de controle, uso e tipos de motores de passo.

Introdução do motor de passo

Noções básicas do motor de passo

Um motor de passo é um motor elétrico cuja principal característica é que seu eixo gira executando etapas, ou seja, movendo-se por uma quantidade fixa de graus.Esta característica é obtida graças à estrutura interna do motor, e permite saber a posição angular exata do eixo simplesmente contando quantos passos foram executados, sem a necessidade de um sensor.Esse recurso também o torna adequado para uma ampla gama de aplicações.


Princípios de funcionamento do motor de passo

Como todos os motores elétricos, os motores de passo possuem uma parte estacionária (o estator) e uma parte móvel (o rotor).No estator, existem dentes nos quais as bobinas são conectadas, enquanto o rotor é um ímã permanente ou um núcleo de ferro de relutância variável.Iremos nos aprofundar nas diferentes estruturas do rotor mais tarde.O princípio básico de funcionamento do motor de passo é o seguinte: Ao energizar uma ou mais fases do estator, um campo magnético é gerado pela corrente que flui na bobina e o rotor se alinha com esse campo.Ao fornecer diferentes fases em sequência, o rotor pode ser girado em uma quantidade específica para atingir a posição final desejada.

Tipos de driver de motor de passo

Existem diferentes drivers de motor de passo disponíveis no mercado, que apresentam diferentes recursos para aplicações específicas.As características mais importantes incluem a interface de entrada.As opções mais comuns são:


  • Passo/Direção – Ao enviar um pulso no pino Passo, o driver altera sua saída de forma que o motor execute um passo, cuja direção é determinada pelo nível no pino Direção.

  • Fase/Ativar – Para cada fase do enrolamento do estator, Fase determina a direção da corrente e aciona a Ativação se a fase estiver energizada.

  • PWM – Controla diretamente os sinais de porta dos FETs do lado baixo e do lado alto.


Outra característica importante de um driver de motor de passo é se ele só é capaz de controlar a tensão no enrolamento, ou também a corrente que passa por ele:


  • Com o controle de tensão, o driver regula apenas a tensão no enrolamento.O torque desenvolvido e a velocidade com que os passos são executados dependem apenas das características do motor e da carga.

  • Os drivers de controle de corrente são mais avançados, pois regulam a corrente que passa pela bobina ativa para ter um melhor controle sobre o torque produzido e, portanto, o comportamento dinâmico de todo o sistema.

Tipos de motores de passo

1. Motor de passo reativo

O estator do motor de passo reativo é feito de chapas de aço silício e os dois pólos magnéticos opostos são enrolados com o mesmo enrolamento com diferentes direções de enrolamento.Quando energizado, um par de pólos N e S é formado e não há enrolamento no rotor do motor.O rotor do motor é feito de material magnético macio.Existem muitos dentes pequenos com o mesmo tamanho e o mesmo espaçamento na superfície externa do polo do rotor e na superfície interna do polo do estator.A força eletromagnética é a força motriz para o motor de passo reativo se mover.Sob a ação da força eletromagnética, o rotor se moverá para a posição de máxima permeabilidade magnética (ou mínima resistência magnética) e estará em um estado equilibrado.

2. Motor de passo de imã permanente

O material do rotor do motor de passo de ímã permanente é magnetismo permanente, o número de pólos do rotor e do estator é o mesmo, o torque de saída do motor é grande e o ângulo de passo é relativamente grande, mas o desempenho de trabalho é bom.

3. Motor de passo híbrido

A estrutura do estator do motor de passo híbrido é a mesma do motor de passo reativo.O rotor é dividido em duas seções na direção axial.O mesmo número e tamanho de pequenos dentes são distribuídos uniformemente na direção circunferencial do núcleo de ferro das duas seções, mas eles são deslocados pela metade do passo do dente.Um ímã permanente é embutido no meio dos dois núcleos de ferro, de modo que o núcleo de ferro em uma extremidade do rotor seja o pólo N e o núcleo de ferro na outra extremidade seja o pólo S, conforme mostrado na Figura 1.1.As polaridades N e S do rotor permanecem inalteradas, e a mudança sequencial das polaridades N e S dos pólos magnéticos do estator é realizada controlando a corrente do enrolamento do estator, e uma força correspondente é gerada nos pólos N e S do rotor para empurrar o rotor para girar conforme necessário.Como o campo magnético permanente do rotor do motor de passo híbrido também gera parte do torque, ele é maior que o torque gerado pelo campo magnético do estator do motor de passo reativo.

Escolher um motor de passo para CNC é entender seus requisitos de torque e RPM (velocidade).

O melhor motor de passo será capaz de fornecer o torque necessário e, ao mesmo tempo, ser rápido o suficiente. Digo minhas melhores escolhas, dependendo da categoria do motor de passo:

Vantagens dos motores de passo

Agora que entendemos os princípios de funcionamento dos motores de passo, é útil resumir seus prós e contras em comparação com outros tipos de motores.

Os motores de passo são motores elétricos que convertem pulsos elétricos em movimentos mecânicos precisos, tornando-os uma solução ideal para muitas aplicações médicas.Dispositivos e equipamentos médicos geralmente exigem posicionamento de alta precisão, baixo ruído e recursos de alto torque, todos os quais podem ser alcançados com motores de passo.
Um dos principais benefícios dos motores de passo é sua capacidade de fornecer movimentos precisos e precisos.Isso os torna uma excelente escolha para aplicações médicas, como robôs cirúrgicos, bombas de infusão e tomógrafos, onde mesmo pequenos desvios do caminho ou posição pretendidos podem ter sérias consequências.Os motores de passo também podem ser programados para fornecer movimentos suaves e controlados, o que é essencial em procedimentos cirúrgicos e imagens médicas.O erro de passo percentual não se acumula à medida que o motor gira.
1. É capaz de operar em uma ampla gama de velocidades, incluindo velocidades muito lentas sem engrenagens de redução.
2. O motor de passo fornece excelente resposta durante o modo de partida, parada e reverso.
3. É altamente confiável, pois não são usadas escovas ou comutador.Seu tempo de vida depende da vida do rolamento.
4. O circuito de controle do motor de passo é simples e de baixo custo.É usado principalmente para aplicações de baixa potência. O número de fases do motor de passo: refere-se ao número de grupos de bobinas dentro do motor.Atualmente, duas fases e três fases são comumente usadas.
1. Ângulo de passo: correspondente a um sinal de pulso, o deslocamento angular do rotor do motor.
Parâmetros elétricos: corrente, resistência, indutância.
Torque de retenção: refere-se ao momento em que o motor de passo está energizado, mas não girando, o estator trava o rotor.
2. Torque de posicionamento: O torque de travamento do próprio rotor do motor quando o motor não está energizado.
3. Características de torque-frequência de operação: A curva da relação entre o torque de saída e a frequência durante a operação do motor medida sob certas condições de teste.

Motores de passo Aaplicações

Em primeiro lugar, o motor de passo é usado principalmente em algumas ocasiões com requisitos de posicionamento, como: arraste da mesa de corte de arame, mesa da máquina tufting (posicionamento de poros), máquina de embalagem (comprimento fixo), basicamente todas as ocasiões que envolvem posicionamento Use-o.

Em segundo lugar, é amplamente utilizado em impressoras 3D, equipamentos de monitoramento, fechaduras inteligentes, analisadores de sangue, microscópios inteligentes, testadores de visão e outros campos, especialmente adequados para aplicações que exigem operação estável, baixo ruído, resposta rápida, longa vida útil e alto torque de saída .

Em terceiro lugar, os motores de passo são amplamente utilizados em máquinas e equipamentos têxteis, como máquinas de bordar computadorizadas.As características deste tipo de motores de passo são que o torque não é alto, a velocidade de resposta de partida frequente é rápida, o ruído de funcionamento é baixo, a operação é estável e o desempenho do controle é bom., O custo de toda a máquina é baixo.

Precauções de aplicação do motor de passo:
1. O motor de passo é usado em ocasiões de baixa velocidade --- a velocidade não excede 1000 rotações por minuto (6666PPS a 0,9 graus), preferencialmente entre 1000-3000PPS (0,9 graus), e pode ser usado aqui por uma desaceleração dispositivo.Neste momento, o motor tem alta eficiência de trabalho e baixo ruído.
2. O motor de passo é melhor não usar o estado de passo completo, a vibração é grande no estado de passo completo.

3. Para cargas com grande momento de inércia, deve ser selecionado um motor de tamanho grande.
4. Quando o motor está em uma velocidade mais alta ou uma grande carga de inércia, é gene.

Aplicação de Motor de Passo - HOLRY

Vídeo do motor de passo




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