Un motor paso a paso es un motor de corriente continua sin escobillas que gira en pasos. Esto es muy útil porque puede posicionarse con precisión sin necesidad de sensores de retroalimentación, lo que representa un controlador de bucle abierto. El motor paso a paso consta de un rotor que generalmente es un imán permanente y está rodeado por los devanados del estator.
Si activamos los devanados paso a paso en un orden particular y dejamos que fluya corriente a través de ellos, magnetizarán el estator y crearán polos electromagnéticos respectivamente, lo que provocará la propulsión del motor. Ese es el principio básico de funcionamiento de un motor paso a paso.
Modos de conducción
Hay varias formas diferentes de conducir un motor paso a paso. El primero es el modo de conducción de onda o excitación de una sola bobina. En este modo, activamos solo una bobina a la vez, lo que significa que para este ejemplo de un motor con cuatro bobinas, el rotor completará un ciclo en cuatro pasos.
A continuación, está el modo de conducción de pasos completos, que proporciona una salida de par mucho mayor porque siempre tenemos dos bobinas activas en un momento dado. Sin embargo, esto no mejora la resolución del motor paso a paso y nuevamente el rotor completará un ciclo en cuatro pasos.
Para aumentar la resolución del motor paso a paso, utilizamos el modo de conducción de medio paso. Este modo es en realidad una combinación de los dos modos anteriores. Aquí tenemos una bobina activa seguida de dos bobinas activas y luego otra vez una bobina activa seguida de dos bobinas activas, y así sucesivamente. Con este modo obtenemos el doble de resolución con la misma construcción, ahora el rotor completará un ciclo en ocho pasos.
Sin embargo, en la actualidad, el método más común para controlar los motores paso a paso es el microstepping. En este modo, proporcionamos corriente variable controlada a las bobinas en forma de onda sinusoidal. Esto proporcionará un movimiento suave del rotor, reducirá el estrés de las piezas y aumentará la precisión del motor paso a paso.
Tipos de motores paso a paso
Otra forma de aumentar la resolución del motor paso a paso es aumentar el número de pulsos del rotor o el número de polos del estator. Por construcción, hay tres tipos diferentes de motores paso a paso: motor paso a paso de imán permanente, motor paso a paso de reluctancia variable y motor paso a paso sincrónico híbrido.
El motor paso a paso de imán permanente tiene un rotor de imán permanente que es impulsado por los devanados del estator. Crean polos de polaridad opuesta en comparación con los polos del rotor, lo que impulsa al rotor.
El motor paso a paso de reluctancia variable utiliza un rotor de hierro suave no magnetizado. El rotor tiene dientes que están desplazados respecto al estator, y al activar los devanados en un orden particular, el rotor se mueve respectivamente para que tenga el espacio mínimo entre el estator y los dientes del rotor.
El motor sincrónico híbrido es una combinación de los dos motores anteriores. Tiene un rotor magnético permanente con dientes y también un estator. El rotor tiene dos secciones que son opuestas en polaridad y sus dientes están desplazados. Si activamos el devanado A, magnetizaremos cuatro polos, dos de ellos tendrán polaridad sur y dos tendrán polaridad norte. Así, los dientes del rotor se alinearán con los dientes de los polos A y no se alinearán con los dientes de los polos B.
Esto significa que en el siguiente paso, cuando apaguemos los polos A y activemos los polos B, el rotor se moverá en sentido contrario a las agujas del reloj y sus dientes se alinearán con los dientes de los polos B. Si seguimos activando los polos en un orden particular, el rotor se moverá continuamente. También podemos usar diferentes modos de conducción como la conducción de onda, la conducción de medio paso y el microstepping para aumentar aún más la resolución del motor paso a paso.
