{{{sourceTextContent.title}}}

Aumento del par del motor paso a paso sin aumentar el tamaño del bastidor

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

La clave es añadir rotores y estatores apilados, pero hay que vivir con un motor físicamente más largo.

{{{sourceTextContent.description}}}

Los motores paso a paso proporcionan un control de posición preciso sin necesidad de retroalimentación, tradicionalmente en los esquemas de control de bucle abierto. El eje de un motor paso a paso suele realizar movimientos angulares discretos de magnitud esencialmente uniforme cuando es accionado por una fuente de alimentación de CC. Un pulso digital provoca un incremento de movimiento angular para el motor paso a paso. A medida que los pulsos digitales aumentan, el motor paso a paso gira. Un número específico de pulsos mueve el motor a una posición exacta.

Los motores paso a paso son la tecnología preferida para muchas aplicaciones de control de movimiento debido a su funcionamiento sencillo, su excelente posicionamiento y su bajo coste. Cuando funcionan como dispositivos de bucle abierto, los motores paso a paso son mejores en aplicaciones con velocidades bajas, cargas bien definidas y movimientos repetitivos. SH: Tamaños de bastidor

La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) estableció la estandarización del tamaño del bastidor para facilitar la elección inteligente entre los diferentes tamaños de motores. Los motores paso a paso se clasifican por tamaño de bastidor, como "tamaño 11" o "tamaño 23" Los números de tamaño de bastidor indican las dimensiones de la placa frontal del motor. Un motor paso a paso de tamaño 11, por ejemplo, tiene una placa frontal de 1,1 × 1,1 pulgadas, mientras que la placa frontal de un motor paso a paso de tamaño 23 es de aproximadamente 2,3 × 2,3 pulgadas (56,4 × 56,4 mm).

Las normas NEMA permiten a los usuarios cambiar de un fabricante de motores paso a paso sin tener que cambiar significativamente los soportes de montaje, los acoplamientos y otros componentes de montaje. Sin embargo, dos motores con el mismo tamaño NEMA pero de distintos fabricantes pueden seguir siendo algo diferentes. La longitud del eje y la presencia de un plano para usar con tornillos de fijación varían entre los proveedores. Las normas NEMA tampoco dictan las características eléctricas, como el número de hilos conductores o la impedancia del bobinado. Considere todas las especificaciones cuidadosamente antes de comprar motores paso a paso de un fabricante diferente.

Los motores paso a paso con tamaños de bastidor 8, 11 y 14 son ideales para aplicaciones en las que el espacio es escaso, como dispositivos médicos, equipos de automatización de laboratorios, impresoras, cajeros automáticos, equipos de vigilancia y electrónica de consumo. Los motores paso a paso de mayor tamaño suelen utilizarse en aplicaciones industriales como maquinaria de envasado, equipos de prueba y medición, maquinaria de montaje, equipos de fabricación de semiconductores y equipos de manipulación de materiales.

Los motores paso a paso de mayor tamaño crean más par que los motores de menor tamaño. Aunque aumentan el par, estos motores más grandes no siempre caben en el espacio limitado de una aplicación. Sin embargo, si la principal limitación de espacio es el diámetro del motor, los ingenieros pueden aumentar el par del motor paso a paso dentro de un tamaño de bastidor determinado aumentando la longitud del motor. Para construir un motor paso a paso con mayor par, se "apilan" varias secciones de rotor y estator, de ahí el aumento de la longitud. El motor paso a paso genera más par a costa de ser más largo, pero no más ancho ni más alto. El efecto de la longitud de la pila en los motores de tamaño 17 puede verse en la imagen cercana.

El gráfico muestra las especificaciones típicas de par de retención (en unidades de Newton-metros) para motores de diferentes tamaños de bastidor y longitudes de pila. Las diferentes longitudes de pila dentro de un mismo tamaño de bastidor ofrecen a los ingenieros flexibilidad a la hora de seleccionar los motores para una aplicación. A veces se dispone de espacio para un motor más largo, y otras veces es ventajoso utilizar un motor más corto con un tamaño de bastidor mayor.

Los motores paso a paso de par ultra alto son otra forma de aumentar eficazmente el par dentro de un tamaño de bastidor determinado. Pueden aumentar el par de retención entre un 25 y un 45% en un motor paso a paso de tamaño idéntico al de un motor convencional. Así, los motores paso a paso de par ultra alto evitan la necesidad de especificar tamaños de bastidor más grandes para obtener un par suficiente para una aplicación.

Un diseño magnético mejorado permite a estos motores paso a paso producir un mayor par basado en la variación de la permeabilidad magnética creada por los dientes del rotor y del estator. La adición de imanes de tierras raras entre los dientes mejora la variación de la permeabilidad magnética.

Por ejemplo, un motor paso a paso convencional de tamaño 34 puede producir 5,9 N-m de par de retención. La versión de ultra-alto par del mismo motor produce hasta 9 N-m de par de retención. Para que un motor convencional alcance este mismo valor de par, se necesitaría un motor un 31% más largo.

Aunque el par y la velocidad del motor son factores críticos a la hora de seleccionar el mejor motor paso a paso para una aplicación, no hay que olvidar la importancia del tamaño, la longitud y el tipo de bastidor del motor. Un motor demasiado grande puede desperdiciar dinero o generar demasiado calor. Un motor demasiado pequeño puede no proporcionar suficiente par para un control de movimiento fiable. Busque diseños de motores de longitud de pila y de par ultra alto para aumentar el par cuando no sea posible pasar a un tamaño de bastidor mayor. Y en caso de duda, siempre es una buena idea discutir las mejores opciones para su aplicación con su proveedor de motores.