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¿Qué es el control de motor paso a paso en bucle cerrado con compensación de pérdidas por pasos?

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PREGUNTAS FRECUENTES

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El control de motores paso a paso en bucle cerrado con compensación de pérdidas de paso es un algoritmo habitual para mejorar el rendimiento de los sistemas paso a paso.

En una forma predominante de compensación de pérdida de pasos, un sensor angular o codificador realiza un seguimiento de la posición del rotor del motor y de los pasos omitidos. A continuación, el controlador registra sus órdenes y la posición real del motor a partir del codificador ... convirtiendo los datos de posición en el número equivalente de pasos. Cuando el controlador detecta pasos omitidos, activa la corrección de posición con pasos de recuperación.

Esta forma de compensación de pérdida de pasos es útil cuando un motor paso a paso debe funcionar a toda velocidad o cerca de su carga máxima (o cuando el eje de salida corre el riesgo de atascarse).

Control en contexto: Evitar que los motores pierdan pasos
En otra configuración sin sensores de la compensación de pérdida de pasos, el controlador detecta las paradas mediante el uso de mediciones de back-EMF para la retroalimentación.

Aquí, el controlador utiliza un bucle de posición para evitar la pérdida de pasos por perturbaciones externas mediante un bucle de corriente que modifica la entrada al motor... y mantener el motor en marcha, incluso con carga variable.

Los motores paso a paso tienen la ventaja de funcionar en una configuración de bucle abierto, pero los sistemas de bucle cerrado, como el control de pérdida de pasos o de posición de carga, requieren realimentación del sistema. Aun así, estas configuraciones son menos complicadas y necesitan menos realimentación que los sistemas basados en servomotores.

Diferentes definiciones de control paso a paso en bucle cerrado
Algunos fabricantes definen el control paso a paso en bucle cerrado como una conmutación sinusoidal que utiliza realimentación del encóder para seguir la posición del rotor y permitir un verdadero control orientado al campo. Argumentan que los motores paso a paso equipados con encóder sin control orientado al campo (o control de corriente de conmutación sinusoidal) no son verdaderas opciones de bucle cerrado. La lógica es que estos sistemas sólo pueden seguir la posición de paso y no pueden corregir la pérdida de paso durante el funcionamiento.

Por el contrario, las configuraciones de paso a paso de bucle cerrado pueden corregir las pérdidas de paso. En este caso, los devanados del motor transportan corrientes de fase sinusoidal y el accionamiento garantiza que los campos magnéticos del estator y del rotor sean complementarios, de modo que la intensidad del campo proporcione el nivel de par deseado. Esta corriente bien medida en los devanados permite al motor generar una fuerza constante con un nivel mínimo de ruido y calor.

Otra forma de diferenciar la compensación de pérdidas escalonadas
A diferencia de los controles de posición de carga, los controles de pérdida por pasos no compensan continuamente los errores a lo largo del perfil de movimiento.

En lugar de ello, el sistema sólo toma medidas correctivas si detecta pasos perdidos.

La compensación de pérdida de pasos es más sencilla que el control de posición de carga. Aun así, a la hora de plantearse si utilizar un control de motor paso a paso en bucle cerrado con compensación de pérdida de pasos, piense en lo que necesita un sistema concreto. La pérdida de pasos puede afectar a todo el funcionamiento de un sistema accionado por motor paso a paso. Sin embargo, el grado de sensibilidad de una configuración concreta a este tipo de fallos determinará si merece la pena incluir la compensación de pérdida de pasos.

Otra advertencia: la compensación de pérdidas por pasos puede corregir errores y actuar como un seguro. Sin embargo, no debe servir como primera línea de defensa para hacer que un sistema de control por pasos sea infalible. En primer lugar, hay que tomar medidas para garantizar que se pierda el menor número posible de pasos:

1) Seleccione un motor del tamaño adecuado. En este caso, utilice factores de seguridad y asegúrese de que las causas externas no provoquen atascos.

2) Pruebe siempre los sistemas para asegurarse de que no se saltan pasos. Normalmente, cuando un diseño de movimiento se salta pasos, pierde varios pasos y no sólo uno cada vez. Unas comprobaciones y pruebas cuidadosas, junto con la compensación de la pérdida de pasos, pueden dar lugar a sistemas más estables y fiables.