Fundamentos y Clasificación de Motores Paso a Paso (PAP)

Motor Paso a Paso (PAP): Principios de Funcionamiento

Los motores paso a paso (PAP) realizan movimientos muy precisos, capaces de moverse un paso por cada pulso aplicado. Son capaces, a su vez, de quedarse enclavados en una posición o totalmente libres.

Si una o más de sus bobinas está energizada, el motor estará enclavado en la posición correspondiente. Por el contrario, quedará libre si no circula corriente (I) por ninguna de sus bobinas.

Suponiendo que nunca deslice, se puede conseguir un preciso control de velocidad y posición en lazo abierto, evitando el uso de costosos sistemas de realimentación de velocidad.

Tipos de Motores Paso a Paso

PAP de Imanes Permanentes

• Tienen un rotor con una serie de imanes permanentes y un estator con un determinado número de bobinas que crean el campo magnético.
• Aplicando corriente (I) en la secuencia adecuada a las bobinas del estator, el rotor girará de forma que se ajusten los campos magnéticos.
• Son de bajo coste, relativamente baja velocidad, par mayor que los de Reluctancia Variable (VR) y pasos angulares comprendidos entre 7.5 y 15 grados.
• Cuando se mantiene energizada una bobina de forma constante, el rotor se encuentra frenado con lo que se llama par de mantenimiento.

PAP de Reluctancia Variable

• Rotor y estator con número diferente de dientes.
• El rotor no tiene imán permanente, por lo que puede girar libremente.
• La reluctancia es dependiente de la posición del rotor.
• Al energizar una fase, el rotor intenta alcanzar la posición en la que la reluctancia es mínima. Al alcanzar el equilibrio, se conmuta a la siguiente fase para así lograr el giro.

PAP Híbridos

Son más caros que los de imanes permanentes, pero ofrecen mejores características de paso angular, par y velocidad. Poseen un rotor dentado.

Conexión de Devanados del Estator

Independientemente del tipo de PAP, en función de cómo estén conectados los devanados del estator, podemos distinguir:

Motores Unipolares

Se caracterizan por:

• 5 o 6 cables accesibles desde el exterior.
• Cada bobina tiene una toma central que se conecta a la alimentación, mientras que el circuito de control va a masa.
• Hay que excitar las bobinas en secuencia.
• Podemos hacerlo en paso completo (1 bobina cada vez) o a medio paso (2 bobinas cada vez).

Motores Bipolares

Se caracterizan por:

• Los bobinados del estator no tienen toma central, siendo el motor más simple.
• El circuito driver externo es el que debe conmutar las polaridades en cada bobinado, por lo que requiere un puente en H para cada uno de los bobinados.
• Se podrá seguir una secuencia de excitación de bobinas en paso completo o a medio paso (el medio paso hace un funcionamiento más suave del motor, pero reduce su par de mantenimiento).