Motor paso a paso

Motor paso a paso (PaP)

El motor PaP es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que un convertidor digital-analógico y puede ser gobernado por impulsos procedentes de sistemas lógicos.

Este motor presenta las ventajas de tener alta precisión y repetibilidad en cuanto al posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan como motor de frecuencia variable, motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente.

Existen 3 tipos fundamentales de motores paso a paso: el motor de reluctancia variable, el motor de magnetización permanente, y el motor paso a paso híbrido.

Secuencia de funcionamiento

Observese como la variación de la dirección del campo magnético creado en el estator producirá movimiento de seguimiento por parte del rotor de imán permanente, el cual intentará alinearse con campo magnético inducido por las bobinas que excitan los electroimanes (en este caso A y B). Vcc es la alimentación de corriente continua (por ejemplo 5V, 12V, 24V...)

Tabla de orden de fases. En este caso concreto el motor tendrá un paso angular de 90º y un semipaso de 45º (al excitarse más de una bobina)

Paso	Terminal 1 Bobina A	Terminal 2 Bobina A	Terminal 1 Bobina B	Terminal 2 Bobina B	Imagen
Paso 1	+Vcc	-Vcc
(Semi-)Paso 2	+Vcc	-Vcc	+Vcc	-Vcc
Paso 3			+Vcc	-Vcc
(Semi-)Paso 4	-Vcc	+Vcc	+Vcc	-Vcc
Paso 5	-Vcc	+Vcc
(Semi-)Paso 6	-Vcc	+Vcc	-Vcc	+Vcc
Paso 7			-Vcc	+Vcc
(Semi-)Paso 8	+Vcc	-Vcc	-Vcc	+Vcc

Control de las bobinas

Para el control del motor paso a paso de este tipo (bipolar), se establece el principio de "puente en H", si se activan T1 y T4, permiten la alimentación en un sentido; si cambiamos el sentido de la alimentación activando T2 y T3, cambiaremos el sentido de alimetación y el sentido de la corriente.

Topología de "puente en H" para las bobinas A y B

variación de la alimentación de corriente de la bobina A según los transistores T1, T2, T3, T4

Velocidad de rotación

La velocidad de rotación viene definida por la ecuación:

$N=60*{\frac {f}{n}}$

donde:

• f: frecuencia del tren de impulsos
• n: nº de polos que forman el motor

Si bien hay que decir que para estos motores, la máxima frecuencia admisible suele estar alrededor de los 625 Hz. Si la frecuencia de pulsos es demasiado elevada, el motor puede reaccionar erróneamente en alguna de las siguientes maneras:

• Puede que no realice ningún movimiento en absoluto.
• Puede comenzar a vibrar pero sin llegar a girar.
• Puede girar erráticamente.
• O puede llegar a girar en sentido opuesto.

Tipos de motores paso a paso

El motor de paso de rotor de imán permanente: Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no está energizado. Dependiendo de la construcción del motor, es típicamente posible obtener pasos angulares de 7.5, 11.25, 15, 18, 45 o 90°. El ángulo de rotación se determina por el número de polos en el estator

El motor de paso de reluctancia variable (VR): Tiene un rotor multipolar de hierro y un estator devanado laminado, y rota cuando los dientes del rotor son atraídos a los dientes del estator electromagnéticamente energizados. La inercia del rotor de un motor de paso de reluctancia variable es pequeña y la respuesta es muy rápida, pero la inercia permitida de la carga es pequeña. Cuando los devanados no están energizados, el par estático de este tipo de motor es cero. Generalmente, el paso angular de este motor de paso de reluctancia variable es de 15°

El motor híbrido de paso: Se caracteriza por tener varios dientes en el estator y en el rotor, el rotor con un imán concéntrico magnetizado axialmente alrededor de su eje. Se puede ver que esta configuración es una mezcla de los tipos de reluctancia variable e imán permanente. Este tipo de motor tiene una alta precisión y alto par y se puede configurar para suministrar un paso angular tan pequeño como 1.8°.

Motores paso a paso Bipolares

Motores paso a paso unipolares

Enlaces externos

• «Motor Paso A Paso» (en inglés). Consultado el 06/10/08. 
• «Tutorial sobre el control de motores paso a paso» (en inglés). Consultado el 06/10/08. 
• «Motores paso a paso, características básicas». Consultado el 06/10/08. 
• «MPPC01. Controlador de motores paso a paso».