DATASHEET DE PRODUTO MOTORES DE PASSO
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- Teresa Lucinda Mota Leal
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1 DATASHEET DE PRODUTO MOTORES DE PASSO
2 FUNCIONAMENTO DO MOTOR DE PASSO Um motor de passo é um dispositivo eletromecânico que converte pulsos de energia elétrica em movimentos discretos. O eixo do motor gira em passos quando pulsos elétricos são aplicados na sequência correta. A rotação do motor tem relação direta com esses pulsos, a velocidade do motor de passo é definida pela frequência com que esses pulsos são enviados e o número de voltas do eixo é definida pela quantidade de pulsos. O dispositivo que faz o controle desses pulsos elétricos que são enviados para o motor, é chamado driver. Um motor de passo pode ser uma boa escolha onde há necessidade de um movimento controlado. Podem ser utilizados onde é preciso controlar o ângulo de rotação, velocidade, posição e sincronismo. Por conta do seu modo de funcionamento, os motores de passo se estabeleceram em uma grande gama de aplicações, como: Routers CNC, Máquinas de Corte a Plasma, Máquinas de Corte a Laser, Rotuladoras Sleeve, Rotuladoras Autoadesivo, Máquinas de serigrafia, Máquinas Hot Stamp, Controle de Válvulas, Dosadores por Rosca, Mesas de Posicionamento, raços Manipuladores, atuadores lineares etc. TIPOS DE MOTORES DE PASSO Relutância variável (RV) Esse tipo de motor consiste em um rotor dentado de ferro doce e um estator bobinado. Quando as bobinas são energizadas com corrente CC os polos ficam magnetizados. A rotação ocorre quando os dentes são atraídos para os polos energizados do estator, completando um passo. Imã permanente (IP) Também referido como tin can ou canstock esse tipo de motor é uma solução de baixo custo. Os motores de passo de imã permanente, têm esse nome por conta dos imãs permanentes em sua estrutura. Os polos magnetizados do rotor aumentam a intensidade do fluxo magnético e por causa dos imãs permanentes esse motor mostra características elevadas quando comparado com o motor de relutância variável. Híbrido (H) Esse é o tipo de motor Akiyama. O motor de passo híbrido disponha da melhor performance, de velocidade, resolução de passo e torque. O motor de passo híbrido combina as melhores características dos motores de IP e RV. Possui o rotor dentado, como o motor de RV e contém imãs concêntricos magnetizados axialmente em torno do seu rotor. Isso aumenta as características de torque detent, estático e dinâmico quando comparado com os motores de passo RV e IP. De maneira geral, o motor híbrido é melhor dos os supracitados em todas as características.
3 DIMENSIONAMENTO DE UM MOTOR DE PASSO MOVIMENTAÇÃO COM FUSO Aceleração (a) = vl ta [m/s²] Aceleração angular (aa) = vm 3 π [rad/s²] Força peso (Fp) = sen(ac) m 9,81 [N] Força de arrasto da guia linear (FA) = m,981 [N] Carga de trabalho (ct) = (m a) + FA + Fc + Fp [N] Inércia da carga (ic) = m ( pf 2 π )2 [kg. m 2 ] Inércia do fuso (if) = 77 ( df 4 ) cf [kg. m 2 ] Torque exigido = ( Velocidade do motor = ct pf ) rd 2 π rf rr rg fs vl 1 pf rd (if+ic) rd2 Relação de inércia = im [RPM] [N.m] a = aceleração [m/s²] aa = aceleração angular [rad/s²] ac = ângulo da carga [graus] ct = carga de trabalho [N] FA = força de arrasto [N] Fc = força contrária [N] Fp = força peso [N] fs = fator de segurança ic = inércia da carga [kg.m²] if = inécria do fuso [kg.m²] im = inércia do motor [kg.m²] pf = passo do fuso [m] rf = rendimento do fuso rg = rendimento da guia rr = rendimento da redução rd = redução ta = tempo de aceleração [s] vm = velocidade do motor [RPM] vl = velocidade linear [m/s] MOVIMENTAÇÃO COM CREMALHEIRA Comp. Da circunferência do pinhão (Cg) = dg π [m] Aceleração (a) = v/t [m/s²] Inércia refletida para o motor (ir) = ( Força de atrito (Fat) = m cos(ac),3924 [N] m 9,81 ec ) (dg 2 )2 [kg.m²] Força da gravidade (Fg) = m sen(ac) 9,81 [N] Força de aceleração (Fa) = m a [N] Torque [T] = ( Fp+Fat+Fg ) ( Dg ) ec 2 [N.m] Torque de aceleração / desaceleração [Ta] = ( Fp+Fat+Fg+Fa ) ( Dg ) ec 2 [N.m] RPM no eixo do motor (RPM) = Cg vl [RPM] Relação de inércia = ( ir im rd 2) a = aceleração [m/s²] ac = ângulo da carga [graus] Cg = comprimento da circunferência do pinhão [m] Dg = diâmetro primitivo do pinhão [m] ec = eficiência da cremalheira er = eficiência da redução fs = fator de segurança Fat = força de atrito [N] Fc = força contrária [N] Fg =força da gravidade [N] ic = inércia da carga [kg.m²] ic = inércia refletida [kg.m²] im = inércia do motor [kg.m²] rr = rendimento da redução rd = redução ta = tempo de aceleração [s] vl = velocidade linear [m/s] Torque exigido do motor = T + Ta rd er fs [N.m] Para selecionar o motor de passo a ser utilizado, é necessário analisar as curvas de torque por velocidade dos motores, a fim de verificar se o motor desejado atende o requisito de torque na velocidade necessária na aplicação. Quanto menor a relação de inércia entre o sistema e o motor, mais precisa será a execução dos movimentos. No geral, a relação Inercia do Sistema pela Inercia do Motor não deve ultrapassar 5 para aplicações de baixa dinâmica. Para movimentação de alta dinâmica é ideal que esse valor fique próximo de 1. Para diminuir a inércia refletida para o motor, devem ser utilizados redutores planetários.
4 FORMAS DE LIGAÇÃO A Neoyama oferece motores de duas fases. Esses motores de passo podem ser de 4, 6 ou 8 fios. Motores de 4 fios são ligados somente em bipolar série, motores de 6 fios podem ser ligados em bipolar série ou unipolar e motores de 8 fios podem ser ligados em bipolar série, bipolar paralelo ou unipolar. Ligações em paralelo possibilitam alcance de maiores velocidades por conta da menor indutância nas bobinas. Em série, o torque em baixas velocidades é igual ou levemente superior ao paralelo, consumindo menos corrente. A ligação unipolar por utilizar somente metade da bobina, tem um torque de 3 a 5% menor do que as ligações anteriores. TAELA DE SELEÇÃO ipolar Série 1,1,7, AK17/1.1F6LN1.8 Unipolar,77,1, ipolar Série 4,6, ,8 AK23/4.6F6FL1.8 Unipolar 3, ,2 AK23/7.F8FN1.8 ipolar Série 1 5 2,4 9,2 7 Paralelo 2 2,5,6 2,3 Unipolar 4,9 1,4 3,5 1,2 2,3 23 ipolar Série 15 2,1 4,2 2 8 AK23/15F6FN1.8 Unipolar 1, Série 2,8 3,36 1,2 11,2 ipolar 21 AK23/21F8FN1.8 Paralelo 5,6 1,68,3 2,6 Unipolar 14,7 4 2,4,6 2,8 ipolar Série 32 2,4 8,2 3,36 2,96 AK34/32F61.8 Unipolar 22,4 3,5 5,88 1,68 5,24 Série 2,94 4,7,4 14 ipolar 42 AK34/42F8FN1.8 Paralelo 5,88 2,35 1,6 3,5 34 Unipolar 29,4 4,2 3,36,8 3,5 AK34/52F4CN1.8 ipolar Série ,75,75 6,4 AK34/1F8FN1.8 ipolar Série 2,1 11,2 5,34 55,2 1 Paralelo 4,2 5,6 1,36 13,8 Unipolar ,67 13,8
5 Torque AK17/1.1F6LN1.8 ESPECIFICAÇÕES GERAIS Número de passos 2 ifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Esforço radial máximo,3mm - 4g de carga Esforço axial máximo,3mm - 5g de carga Detent torque,6gf.cm Inércia rotórica 48g.cm² Quantidade de fios 6,22kg ipolar Série Amarelo + Azul - ranco / Preto Isolado Unipolar Amarelo + Azul - ranco / Preto Comum TAELA DE SELEÇÃO 17 AK17/1.1F6LN1.8 ipolar Série 1,1,7, Unipolar,77,1, ,22 1,2 1,8,6,4,2 AK17/1.1F6LN Ligação bipolar série ou unipolar
6 Torque AK23/4.6F6FL1.8 Número de passos 2 ifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Esforço radial máximo,3mm - 4g de carga Esforço axial máximo,3mm - 5g de carga Detent torque 3gf.cm Inércia rotórica 12g.cm² Quantidade de fios 6,42kg ipolar Série Amarelo + Azul - ranco / Preto Isolados individualmente Unipolar Amarelo + Azul - ranco / Preto Comum TAELA DE SELEÇÃO 23 AK23/4.6F6FL1.8 ipolar Série 4,6, ,8,42 Unipolar 3, ,2 AK23/4.6F6FL1.8 Ligação série ou unipolar Fonte: 12VDC Corrente: 1,7A ipolar série
7 Torque AK23/7.F8FN1.8 Número de passos 2 ifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Esforço radial máximo,3mm - 5g de carga Esforço axial máximo,3mm - 7g de carga Detent torque 25gf.cm Inércia rotórica 19g.cm² Quantidade de fios 8,6kg *Para ligação unipolar, conectar à comum fase A e comum fase respectivamente. ipolar Série Preto A- ranco + Verde - Amarelo / Azul Unidos* Laranja / Marrom Unidos* ipolar Paralela Vermelho / Azul A+ Preto / Amarelo A- ranco / Marrom + Verde / Laranja - TAELA DE SELEÇÃO 23 AK23/7.F8FN1.8 ipolar Série 1 5 2,4 9,2 7 Paralelo 2 2,5,6 2,3 Unipolar 4,9 1,4 3,5 1,2 2,3,6 AK23/7.F8FN Fonte: 6VDC Corrente: 3A ipolar paralelo Ligação paralela Ligação unipolar Ligação série
8 Torque AK23/15F6FN1.8 Número de passos 2 ifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Esforço radial máximo,3mm - 5g de carga Esforço axial máximo,3mm - 7g de carga Detent torque 4gf.cm Inércia rotórica 37g.cm² Quantidade de fios 6,98kg ipolar Série Amarelo + Azul - ranco / Preto Isolado Unipolar Amarelo + Azul - ranco / Preto Comum TAELA DE SELEÇÃO 23 AK23/15F6FN1.8 ipolar Série 15 2,1 4,2 2 8,98 Unipolar 1, AK23/15F6FN Fonte: 6VDC Corrente: 2,1A ipolar série Ligação série ou unipolar
9 Torque AK23/21F8FN1.8 Número de passos 2 ifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Quantidade de fios 8 1,6kg *Para ligação unipolar, conectar à comum fase A e comum fase respectivamente. ipolar Série Preto A- ranco + Verde - Amarelo / Azul Unidos* Laranja / Marrom Unidos* ipolar Paralela Vermelho / Azul A+ Preto / Amarelo A- ranco / Marrom + Verde / Laranja - TAELA DE SELEÇÃO 23 AK23/21F8FN1.8 ipolar Série 2,8 3,36 1,2 11,2 21 Paralelo 5,6 1,68,3 2,6 Unipolar 14,7 4 2,4 2,4 2,8 1, AK23/21F8FN Fonte: 24VDC Corrente: 4,2A ipolar paralelo Ligação paralela Ligação unipolar Ligação série
10 Torque AK34/32F6FN1.8 Número de passos 2 ifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Quantidade de fios 8 2,3kg ipolar Série Amarelo + Azul - ranco / Preto Isolado Unipolar Amarelo + Azul - ranco / Preto Comum TAELA DE SELEÇÃO 34 AK34/32F61.8 ipolar Série 32 2,4 8,2 3,36 2,96 2,3 Unipolar 22,4 3,5 5,88 1,68 5,24 AK34/32F Fonte: 6VDC Corrente: 2,4A ipolar série Ligação série ou unipolar
11 Torque AK34/42F8FN1.8 Número de passos 2 bifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Quantidade de fios 8 2,3kg *Para ligação unipolar, conectar à comum fase A e comum fase respectivamente. TAELA DE SELEÇÃO ipolar Série Preto A- ranco + Verde - Amarelo / Azul Unidos* Laranja / Marrom Unidos* ipolar Paralela Vermelho / Azul A+ Preto / Amarelo A- ranco / Marrom + Verde / Laranja - 34 AK34/42F8FN1.8 ipolar Série 2,94 4,7, Paralelo 5,88 2,35 1,6 3,5 Unipolar 29,4 4,2 3,36,8 3,5 2,3 AK34/42F8FN Fonte: 6VDC Corrente:3,8A ipolar série Ligação paralela Ligação unipolar Ligação série
12 Torque AK34/52F4FN1.8 Número de passos 2 ifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Inércia rotórica 1,5kg.cm² Quantidade de fios 6,22kg ipolar Série Preto A- ranco + Verde - TAELA DE SELEÇÃO 34 AK34/52F4CN1.8 ipolar Série ,75,75 6,4 2,3 AK34/52F4FN Fonte: 6VDC Corrente: 5A ipolar série Ligação série
13 Torque AK34/1F4FN1.8 Número de passos 2 bifilar Temperatura de operação máx. 8ºC Temperatura ambiente -1ºC ~ 5ºC Rigidez dielétrica 5VAC / 1min Quantidade de fios 8 5,kg *Para ligação unipolar, conectar à comum fase A e comum fase respectivamente. ipolar Série Preto A- ranco + Verde - Amarelo / Azul Unidos* Laranja / Marrom Unidos* ipolar Paralela Vermelho / Azul A+ Preto / Amarelo A- ranco / Marrom + Verde / Laranja - 34 AK34/1F8FN1.8 ipolar Série 2,1 11,2 5,34 55,2 1 Paralelo 4,2 5,6 1,36 13,8 Unipolar ,67 13,8 5 AK34/1F8FN Fonte: 6VDC Corrente: 3A ipolar série Ligação paralela Ligação unipolar Ligação série
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