Motores Eléctricos: Tipos, Funcionamiento y Características

Motores Paso a Paso: Tipos y Funcionamiento

Un motor paso a paso es un dispositivo electromagnético que, a través de un pulso de excitación, genera un movimiento giratorio. Se clasifican en tres tipos:

Tipos de Motores Paso a Paso

• De imán permanente: El rotor es un imán permanente en el cual tiene un número de dientes limitado por su estructura física. Su principal ventaja es que su posicionamiento no varía aún sin excitación.
• De reluctancia variable: Poseen un rotor de hierro dulce que, en condiciones de excitación del estator bajo la acción de un campo magnético, ofrece menor resistencia al ser atravesado por su flujo en la posición de equilibrio. El inconveniente es que, en condiciones de reposo, el rotor queda en libertad de girar y, por lo tanto, su posicionamiento en régimen de carga dependerá de su inercia.
• Híbrido: Son una combinación de los dos tipos anteriores. El rotor suele estar constituido por anillos de acero dulce dentados, ligeramente distinto al del estator, y dichos anillos montados sobre un imán permanente.

Características Constructivas de los Motores Paso a Paso

• Par de arranque: Es el momento máximo en el que el motor es capaz de desarrollar sin perder paso (sin dejar de responder a algún pulso del estator).
• Par de mantenimiento: Actúa como freno para mantener al rotor en posición estable.
• Par de detención: Es un par de freno, siendo propio de los motores de imán permanente.
• Ángulo de paso: Avance angular producido bajo un impulso de excitación.
• Número de pasos por vuelta: Es la cantidad de pasos que ha de efectuar el rotor para realizar un giro completo. NP (N° pasos) = 360° / x (ángulo de paso).
• Frecuencia de paso máxima: Es el máximo número de pasos por segundo que el rotor puede dar.

(Insertar gráfico 1 aquí)

Motor Unipolar

El funcionamiento del motor unipolar es parecido al bipolar, pero en él hay 4 bobinas y una sola corriente de polarización que, a través de un juego de llaves conectadas a cada bobina (L1, L2, L3, L4), logrará el desplazamiento del imán. En este ejemplo, S1 y S2 están cerradas, luego S1 se abrirá y S3 se cerrará, produciendo un paso del imán, y así sucesivamente.

(Insertar gráfico 2 aquí)

Funcionamiento de Motor Paso a Paso (PAP) - Paso Completo

El rotor avanza a un paso completo por cada pulso de excitación y, para ello, la secuencia ha de ser la siguiente:

(Insertar gráfico 3 aquí) para ambos sentidos de giro e indicando las "x" los interruptores que deben estar cerrados.

Funcionamiento de Motor Paso a Paso (PAP) - Medio Paso

Con este modo de funcionamiento, el rotor avanza medio paso por cada pulso de excitación. Su ventaja es una mayor resolución de paso.

(Insertar gráfico 4 aquí)

Alternador Trifásico

Un alternador trifásico se compone de 3 bobinas desfasadas 120° cada una. En el centro se encuentra el centro giratorio. Las tensiones que se inducirán en cada bobina guardan el mismo ángulo de desfase. En consecuencia, cada 60° habrá una senoide que pase por cero.

Resolución Fasorial

"VC + VB = -VA -> VC + VB + VA = 0". Este fenómeno permite realizar la conexión en triángulo y la conexión en estrella.

Motor Monofásico de Fuente Partida con Arranque a Condensador

Cuenta con un bobinado de trabajo (alambre grueso), un bobinado de arranque, un capacitor y una llave centrífuga normal cerrada. El rotor. Las bobinas se alimentan con corriente alterna.

Funcionamiento

Como consta de 2 bobinas colocadas a 90° grados, la corriente en la bobina de trabajo (B.T.) atrasa 45°, mientras que en la bobina de arranque (B.A.) y el capacitor adelantan 45°, generando un ángulo neto de 90°. El campo magnético generado por las bobinas induce tensión en el rotor, generando la cupla motora. Cuando el motor alcanza una velocidad, por efecto centrífugo, desconecta la llave y la B.T. queda funcionando.

(Insertar gráfico 5 aquí)

Motor Bifásico

El campo magnético en el estator irá girando siguiendo las variaciones de la corriente. Cuando se cumple un ciclo, el campo magnético giratorio (C.M.G.) habrá girado 360°. Si colocamos un imán permanente en el centro, este se alinea con el C.M.G. (motor síncrono), pero si el rotor es de jaula de ardilla, gira más lento que el C.M.G. (motor asíncrono).

(Insertar gráfico 6 aquí)