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| Electricidad básica

Motor para accionamiento bipolarLas bobinas del estator no tienen co-nexión centra de alimentación. En vez de utilizar alternativamente media bobi-na para producir una inversión de la co-rriente que circula a través de los deva-nados del estator (como para el accio-namiento unipolar), la corriente ahora se invierte a través de la bobina entera me-diante la conmutación de ambas líneas de alimentación. El funcionamiento de un motor con el accionamiento bipolar es idéntico al unipolar. Un motor con dos estatores (dos fases) corresponde a un accionamiento del tipo bipolar.

Estos motores tienen un estator de dos fases y un rotor de imán permanente con 24 polos (ángulo de paso 7°30´) ó 12 po-los (ángulo de paso de 15°). El diseño es similar al de los motores unipolares. El flu-jo del estator de un devanado bipolar se invierte al invertir la corriente a través del devanado. Con una excitación de corrien-te constante., el motor bipolar puede ser utilizado con una alta relación de pasos. Para un funcionamiento continuo con una elevada relación de pasos, la temperatu-ra del motor aumenta debido a las pérdi-das, las cuales deben tenerse en cuenta en el cálculo de la máxima temperatura ambiente de trabajo.

Todo sobre los motores paso a paso (PAP)

Compilado por Prof. Edgardo Faletti

ENTREGA 3

Ahora se pueden explicar los modos de los pasos.

• Control de onda: En este modo sólo está alimentada una fase en un mo-mento determinado. Para los motores unipolares esto significa que sólo se están utilizando el 25% de los bobi-nados disponibles, mientras que pa-

ra los motores bipolares la utilización es del 50 %.

• Control Total del Paso (Full Step): En este modo se alimentan dos fases a la vez, Para los motores unipolares esto significa que se están utilizando el 50% de los bobinados disponibles, mientras que para los motores bipola-res la utilización es del 100%.

“Para un funcionamiento continuo con una elevada relación de pasos, la temperatura del motor aumen-ta debido a las pérdidas, las cuales deben tenerse en cuenta en el cálculo de la máxima temperatura am-biente de trabajo.”

a)

estator RR

s s

N N

1

2

3

4

S

N

P estator P

b)

estator RR

s s

N N

1

2

3

4

S N

P estator P

Orden Fase A Fase B Fase A Fase B1

2

3

4

Figura 9: Motor PaP de dos estatores ( 2 fases)

Control de onda

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• Control de Mitad de Paso (Half Step): En este modo, las secuencias de la onda y el control del paso com-pleto están entremezclados, de mane-ra que se permita que el rotor esté ali-neado en la mitad de cada paso. Pa-ra los motores unipolares esto signifi-

ca que están empleándose el 37,5% de los bobinados disponibles (como media), mientras que en los motores bipolares el uso alcanza el 75%.

• Microstepping: Las corrientes en los bobinados están variando conti-nuamente para poder dividir un paso

completo en muchos pasos discretos más pequeños. Esta secuencia de ex-plicación no será tratada en esta guía.

Terminologías• Par de Mantenimiento (Holding Tor-

que / HT): Si se activa el motor des-de el reposo es necesaria una cierta cantidad de par para desviar el mo-tor un paso y es específico para ca-da motor dentro de su grupo. Cuando se aplica un par que excede al par de mantenimiento el motor girará conti-nuamente. El HT normalmente es más alto que el par de trabajo (WT) y ac-túa como un fuerte freno mantenien-do la carga en posición. El valor es el más adecuado para mantener la car-ga en posición.

• Par de parada (Detent Torque / DT): Debido a sus imanes permanentes, los motores de imán permanente y los motores híbridos tiene un par de freno aún cuando no estén activados.

Orden Fase A Fase B Fase A Fase B1

2

3

4

Orden Fase A Fase B Fase A Fase B1

2

3

4

5

6

7

8

Control Total del Paso (Full Step)

Control de Mitad de Paso (Half Step).

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| Electricidad básica

guadores electrónicos.• Resonancia: Un motor PAP que tra-

baja sin carga sobre su margen com-pleto de frecuencias de trabajo revela-rá puntos de resonancia que son au-dibles o que pueden ser detectados por sensores de vibración. Estas fre-cuencias deberían ser evitadas utili-zando una excitación más suave, aña-diendo una inercia extra o un amorti-guamiento externo

Esto es lo que llamaremos detención.• Par de trabajo (Working Torque /

WT): Las características dinámicas de un motor están descritas por las curvas del par respecto a la relación de pasos. La curva de arranque sin error (Pull-in curve) indica que un mo-tor con carga puede arrancar y parar sin pérdida de pasos cuando trabaja con una relación de pasos constan-te. La curva de estabilización (Pull-out curve) indica el par disponible cuando el motor es gradualmente acelerado y desacelerado a partir de su velocidad de trabajo requerida. El área entre las dos curvas se conoce como campo giratorio. Estas curvas característi-cas son la clave para la selección del motor adecuado y de los circuitos de excitación y control.

• Sobreoscilación: Cuando se trabaja

a paso simple el rotor tiende a la so-breoscilación y oscila sobre su posi-ción final. La respuesta real depende de la carga y de la potencia de entra-da procedente del circuito de excita-ción. La respuesta puede ser modifi-cada incrementando la carga friccio-nal o añadiendo un amortiguamiento mecánico. No obstante los amorti-guamientos mecánicos como discos de fricción o volante hidráulicos aña-den al sistema coste y complejidad. Usualmente es mejor utilizar amorti-

Controlador para motor paso a paso

+12V +12V

+12V

+12V+12V

MotorWinding

MotorWinding

D1, D2

D3, D4

Q1

Q2

Q3

Q4

R1

R2

R3

R4

S1

13

13

12

11

11U1 (1/4)

U1 (1/4)

U1 (1/4)U1 (1/4)

8

8

9

14

10

10

2

21

13

3

5

56

6

4

4,7,9,12

15

14U2 (1/2)

U2 (1/2)

J Q

QK

J Q

QK

STEP

PartesParte Cant. Total Descripción Subtítulos

Notas1, Cada vez que la línea STEP es pulsada, el motor avanza un paso.2. S1 cambia la dirección del motor.

TIP41, 2N3055

1K 1/4W Resistor

1N4002 Diodo de silicio

TIP31 NPN Transistor

4070 CMOS XOR

4027 CMOS Flip-Flop

SPDT Switch

Gabinete, pertinax, cables, Motor P-P

4

4

4

1

1

1

1

R1, R2, R3, R4

D1, D2, D3, D4

U1

U2

S1

MISC

Bibliografía• Sin Autor. 1986 .Pequeños Motores. Chile. Nueva Lente • Constandinou.2001. Fundamentos de Motores Paso a Paso. España. Sa-

ber Electrónica• PHILIPS. 1990 Ficha Técnica Motor paso a poso.

Anexo

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