¿Qué es un Motor de Paso de 2 Fases?
Los motores de paso de 2 fases, también llamados motores de impulsos, son motores en los que el ángulo del eje de rotación se determina cuando se recibe un impulso de una fuente externa. El ángulo de funcionamiento y la velocidad pueden determinarse en sincronización con la señal de impulso enviada desde el exterior. No se pueden aplicar grandes cargas.
Dos polos magnéticos enfrentados forman una fase, y el método de control y el ángulo de funcionamiento en un impulso varían en función del número de fases. Los motores paso a paso bifásicos se refieren a motores paso a paso que constan de dos fases, la fase A y la fase B.
Usos de los Motores de Paso de 2 Fases
Dado que el ángulo de funcionamiento y la velocidad pueden determinarse en sincronización con señales de impulsos enviadas desde el exterior, suelen utilizarse en elementos que funcionan a un tiempo y distancia determinados (ángulo de rotación).
También es fácil detectar una señal de conmutación y detener inmediatamente la máquina. Sin embargo, no pueden utilizarse en zonas donde se aplican grandes cargas.
Algunos ejemplos de uso son los relojes, los equipos industriales (máquinas de transporte, robots), las impresoras, las ranuras y los movimientos del objetivo de las cámaras. Se utilizan en campos con cargas ligeras donde se requiere precisión.
Principio de los Motores de Paso de 2 Fases
Los motores paso a paso de 2 fases constan principalmente de un eje giratorio con un estator, llamado rotor, y un estator exterior, llamado estator. Cuando se aplica electricidad al estator, se genera una fuerza magnética y el eje giratorio gira hasta la posición en la que los rotores se atraen y luego se detiene. La rotación se consigue cambiando sucesivamente la posición del estator al que se aplica la electricidad.
- Tipo de Motor VR
El rotor es de hierro. El rotor y el estator tienen varios dientes convexos. No muy utilizado en la actualidad. - Tipo de Motor PM
El rotor está hecho de imanes permanentes. El estator está bobinado con devanados dispuestos cada 90 grados, que conducen la electricidad al estator en posiciones opuestas. El número de polos puede aumentarse incrementando el paso de magnetización en el lado del rotor, pero el límite es de unos 20 polos debido a la separación de magnetización. - Tipo de Motor HB
El eje giratorio tiene un imán cilíndrico y el imán está intercalado entre dos rotores cuyos dientes están montados de forma que están desplazados medio paso.
El estator tiene varios dientes convexos con bobinados dispuestos cada 90 grados. La electricidad se aplica al estator en la posición opuesta.
Cableado de los Motores de Paso de 2 Fases
Las características de un motor de paso de 2 fases dependen del método de cableado. A la hora de diseñar un dispositivo, conocer este método de cableado puede ayudar a conseguir el equilibrio adecuado entre coste y rendimiento del dispositivo.
- El método de cableado de 2 fases aplica corriente a los devanados del motor en ambas direcciones. Como sólo hay un bobinado, la estructura interna del motor se simplifica. Sin embargo, el circuito de accionamiento del motor es más complejo.
Como sólo se necesita un bobinado, el par de salida es mayor que con el cableado unipolar (véase más abajo). Además, las características del par difieren de las del cableado unipolar.
- Conexión unipolar Se trata de un método en el que siempre se aplica corriente a los devanados del motor en una dirección constante. Al haber dos bobinados, la estructura interna del motor es más compleja. Sin embargo, el circuito de accionamiento para hacer funcionar el motor es más sencillo.
La idea básica es que el par de salida es la mitad que el del cableado bipolar, ya que se colocan dos bobinados en el espacio limitado del interior del motor y uno de ellos está siempre en reposo. Sin embargo, como ya se ha mencionado, las características del par difieren de las del cableado bipolar.
Control de Motores de Paso de 2 Fases
Los motores paso a paso maximizan sus características ajustando su velocidad de rotación en función del tiempo. El ajuste de la velocidad de rotación en función del tiempo suele denominarse patrón de funcionamiento. Existen dos tipos de patrones de funcionamiento.
- Patrón de Funcionamiento de Autoarranque
Se trata de un patrón de funcionamiento en el que el motor gira a la misma velocidad desde el principio hasta el final.
Se denomina accionamiento rectangular porque un gráfico de velocidad y tiempo forma un cuadrado (rectángulo).
- Se trata de un patrón de funcionamiento en el que el motor gira a una velocidad lenta al principio, aumenta gradualmente hasta alcanzar una velocidad alta, gira a la velocidad máxima durante un cierto período de tiempo y, a continuación, disminuye gradualmente hasta alcanzar una velocidad baja y se detiene.
Se denomina accionamiento trapezoidal porque un gráfico de velocidad y tiempo forma un trapecio.
La velocidad del motor no puede ajustarse a voluntad, sino que viene determinada por los siguientes factores:
- Las características del motor elegido
- La masa del objeto a mover
- La fricción aplicada al objeto a mover
- La potencia aplicada al motor
- El cableado del motor
- Cómo se excita el motor
Las características del motor elegido, especialmente la inercia del rotor, son de vital importancia, sobre todo cuando se utiliza en aplicaciones que requieren movimientos y paradas rápidos.