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Motores de Passo
Oscar Takeshi
Omar Mogames
Vitor Gomes
1 pulso = 1 passo
“O eixo do motor de passo gira em passos discretos que são incrementados quando pulsos de comando elétrico são aplicados em uma sequência adequada.”
Possuem 3 estados de funcionamento:
Desligado
Parado (Ativado com o rotor travado)
Girando em etapas
Definições do Motor de Passo:
Rotor Estator
Parâmetros do Motor de Passo:
GRAUS POR PASSO:
Parâmetro mais importante na escolha de um motor
Por exemplo:
Deslocamento de 0,72º 500 passos / volta
1,8º 200 passos / volta
90º 4 passos / volta
Parâmetros do Motor de Passo:
MOMENTO DE FRENAGEM: é o momento máximo com o rotor bloqueado sem perdas de passos.
RESISTÊNCIAS ÔHMICAS: determina a magnitude da corrente do estator com o rotor parado.
RESPOSTA DE PASSO: é o tempo de atraso para o motor dar um passo comandado
TAXA DE ANDAMENTO: é o regime de operação atingido após uma aceleração suave
AUTO-INDUTÂNCIA: determina a magnitude da corrente média em regimes pesados de operação, de acordo com o tipo de enrolamento do estator. Relaciona o fluxo magnético com as correntes que o produzem.
Parâmetros do Motor de Passo:
RESSONÂNCIA: quando o motor atinge esta frequência normalmente ocorre um aumento de ruído e vibração. Então o motor começa a oscilar, aquecer e pode perder alguns passos.
O valor desta frequência varia para cada motor de passo e depende da carga e do circuito driver.
Este problema pode ser contornado mudando-se o modo de operação do motor: utilizando-se meio-passo ou passo-completo com as bobinas energizadas duas a duas.
TORQUE RESIDUAL: é o torque aplicado ao eixo do motor suficiente para deslocar o seu rotor da posição de equilíbrio, ou seja, quando o motor está no estado PARADO (com o rotor travado)
VANTAGENS:
- Tamanho e custos reduzidos
- Total adaptação por controles digitais
- Posicionamento preciso e capacidade de repetição de movimentos
- Tem um controle bem preciso em malha aberta
- Difícil quebra
- Simplicidade na construção
-Tem torque máximo quando está parado (com as bobinas energizadas)
- Uma ampla faixa de velocidades de rotação pode ser conseguida
- O ângulo de rotação é diretamente proporcional ao pulso de entrada
- Erro não cumulativo entre um passo e outro
- É possível rotação síncrona a baixa velocidade
DESVANTAGENS:
- Efeitos de ressonância
- Não detecção de perda de posição
- Consumo de corrente sem depender das condições de carga
- Ruído acentuado a baixa velocidade
- Perdas de velocidade são relativamente altas e podem causar aquecimento excessivo
- Podem ter oscilações
- Dificuldade de se operar o motor de passo a velocidades extremamente altas
TIPOS DE MOTORES DE PASSO:
- Motor de Passo de Relutância Variável
- Motor de Passo de imã permanente
- Motor de Passo Híbrido
Motor de Passo de Relutância Variável
- mais fáceis de controlar
- não ficam permanentemente magnetizados – torque estático nulo
- aplicações onde necessitamos de motores de tamanho reduzido
Motor de Passo de Relutância Variável
Motor de Passo de Ímã Permanente
- permanentemente magnetizado – torque estático não nulo
- Apresenta uma baixa resolução com ângulos de passos típicos
7,5º - 15º (48 – 24 passos por volta)
Motor de Passo Híbrido
-Apresenta uma melhor resolução de passo
- custo maior em relação ao Motor de Passo de Ímã Permanente
- resolução: 0,9º - 3,6º (100 – 400 passos por volta)
- Alta capacidade de frenagem
MOTOR UNIPOLAR
MOTOR UNIPOLAR
MOTOR UNIPOLAR
MOTOR BIPOLAR
UNIPOLAR x BIPOLAR
WAVE DRIVE
FULL STEP DRIVE
HALF STEP DRIVE
HALF STEP DRIVE
MICROSTEPPING
MICROSTEPPING
Torque do motor de passo / curva de velocidade
Comparação
Comparação
Série
• Resistência = 2R
• Ps=2RI12
Paralelo
• Resistência = R/2
• Pp=(R/2)I12
P=Pp => I1=1,4IP=Ps => I1=0,7I
• Resistência = R• P=RI2
Torque Estático
Torque / Velocidade
Quando utilizar um motor de passo?
• Alto torque
• Baixa velocidade
• Curtos e rápidos movimentos repetitivos
• Baixa fricção
• Ciclo contínuo
Aplicações
