MOTOR DE PASSO. Motor de passo. É um atuador que converte energia elétrica em energia mecânica como qualquer outro motor elétrico

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1 MOTOR DE PASSO Motor de passo É um atuador que converte energia elétrica em energia mecânica como qualquer outro motor elétrico A rotação se dá por deslocamentos angulares discretos do rotor Estabilidade e precisão de posicionamento 1

2 Motor de passo Pulso de onda quadrada incremento preciso na posição O motor de passo é utilizado para controle de posição em malha aberta Os motores de passo são compatíveis com os equipamentos digitais Motor de passo Acionamento e controle digitais, exigindo apenas o uso de circuitos simples de interface entre as saídas lógicas dos controladores e as bobinas de acionamento Boa repetibilidade (3~5% erro máximo e não acumulativo) 2

3 Desvantagens do motor de passo O controle de malha aberta é economicamente vantajoso mas o desempenho dinâmico é limitado Se o motor perder o passo determinado pelo controle haverá falha no posicionamento Baixa velocidade comparada ao servo motor Vantagens do motor de passo Tamanho Reduzido Custo Reduzido Pouco Desgaste Dispensa Realimentação 3

4 Esquema de um motor de passo A B D' C ROTOR 3 4 C' D B' A' Análise do esquema O número de pólos do estator e do rotor são diferentes Bobinas concentradas nos pólos do estator A cada energização da fase seguinte, o rotor se deslocará de um passo 4

5 Funcionamento Para que se obtenha uma rotação constante é necessário que a energização das bobinas seja periódica. Esta periodicidade é proporcionada por circuitos eletrônicos que controlam a velocidade e o sentido de rotação do motor Exemplo 5

6 Exemplo Controle Como hardware controlador, pode-se utilizar uma saída digital paralela de um microcomputador ou microcontrolador Existem circuitos integrados dedicados para realizar o controle 6

7 Driver de potência Naturalmente, um driver de potência deve fazer o interfaceamento entre as saídas digitais e os circuitos indutivos do motor Na amplificação do sinal são usados transistores Flexibilidade Sentido horário e anti-horário Manutenção de pulso (torque com rotação nula) Controle de velocidade Frenagem 7

8 Classificação dos motores de passo Ímã permanente Apresenta um ímã permanente em seu rotor Relutância variável O rotor e o estator são providos de pólos salientes Híbrido Combina os dois anteriores Relutância variável Rotor em aço e um estator vazado Quando as bobinas do estator são energizadas, os pólos passam a ser magnetizados Torque estático nulo 8

9 Ímã Permanente O rotor não tem dentes mas ímãs alternados (norte e sul) paralelamente Rotores são de ferrite, magnetizados perpendicularmente ao eixo O torque estático não é nulo Híbrido 9

10 Híbrido Exemplos de aplicação Mesas de coordenadas (furadeiras e frezadoras) Posicionamento de antenas parabólicas Cabeçotes de impressão Clínicas Radiológicas (posicionamento para radiografia) Microcâmeras 10

11 Exemplos de Curvas de Torque Tipos Básicos de Movimento Passo Inteiro a com a energização da bobina, o motor se desloca de um passo Meio Passo a bobinas energizam-se duas Micro Passo a As correntes nas bobinas são continuamente variadas de modo a deslocar um passo inteiro através de pequenos passos discretos 11

12 Motor de Passo Unipolar Tem um tap conectado ao positivo da fonte O controle é mais simples Motor de Passo Bipolar A vantagem do bipolar é prover maior torque O controle é mais complexo 12

13 Perguntas Frequentes Por que os motores de passo esquentam? A corrente flui através do motor de passo mesmo ele estando parado. Qual é a temperatura segura de operação? A maioria dos motores possui um isolamento categoria B, classificado a 130. Uma temperatura de 90 na carcaça do motor não deverá causar problemas térmicos. Perguntas Frequentes O que pode ser feito para se reduzir o aquecimento do motor? Muitos drives possuem uma redução automática de corrente,quando parados, acionada através de um comando. Isto reduz a corrente quando o motor estiver parado, sem perda de posição. 13

14 Perguntas Frequentes Posso utilizar um motor pequeno em uma carga grande se o requisito de torque for baixo? Sim, porém se a inércia da carga for superior a dez vezes à inércia do rotor, pode ocorrer um amplo efeito de oscilação ( ringing ) ao final do movimento. Perguntas Frequentes Por que um motor pode perder o passo durante um teste sem carga? Um motor sem carga desenvolve um torque elevado em relação à sua própria inércia. Os motores de passo são otimizados para cargas da mesma ordem que a inércia do motor. 14

15 Perguntas Frequentes Por que o motor às vezes dá saltos ao ser ligado? O motor possui 200 posições detentoras naturais, porém o drive é ligado em um estado definido. A movimentação pode ser de até 3,6 em qualquer direção. Perguntas Frequentes O motor, propriamente dito, sofre alguma alteração no caso de emprego de um drive de micro-passo? Não, o motor é ainda um motor de passo padrão de 1,8. O micro-passo é obtido com a aplicação proporcional da corrente no drive para que se obtenha uma resolução maior. 15

16 Perguntas Frequentes De que comprimento podem ser os cabos do motor? Em condições normais, 15 m para drives unipolares e 30 m para drives bipolares devem funcionar. Recomenda-se fios blindados. Exemplo de Motor de Passo 16

17 Micromotor de Passo 17