Em funcionamento normal, omotor de passoO motor avança um passo, ou seja, um passo para a frente, para cada pulso de controle recebido. Se os pulsos de controle forem inseridos continuamente, o motor gira continuamente de acordo. O desalinhamento de um motor de passo inclui perda de passo e sobrepasso. Quando há perda de passo, o número de passos avançados pelo rotor é menor que o número de pulsos; quando há sobrepasso, o número de passos avançados pelo rotor é maior que o número de pulsos. O número de passos para uma perda de passo e um sobrepasso é igual a um múltiplo inteiro do número de ciclos de funcionamento. Uma perda de passo significativa fará com que o rotor permaneça em uma posição ou vibre em torno dela, e um sobrepasso significativo fará com que o motor ultrapasse o ponto de equilíbrio.
Perda de passos: causa e estratégia
(1) A aceleração do rotor é menor que o campo magnético rotativo domotor de passo
Explicação:
Quando a aceleração do rotor é menor que o campo magnético rotativo do motor de passo, ou seja, menor que a velocidade de mudança de fase, o motor de passo apresenta uma perda de sincronismo. Isso ocorre devido à potência de entrada insuficiente no motor e ao torque de sincronização gerado, que não permite que a velocidade do rotor acompanhe a velocidade de rotação do campo magnético do estator, causando assim a perda de sincronismo. Como o torque dinâmico de saída de um motor de passo diminui com o aumento da frequência de operação contínua, qualquer frequência de operação superior a esse valor resultará em perda de passo. Essa perda de passo indica que o motor de passo não possui torque suficiente e, consequentemente, capacidade de arrasto insuficiente.
Solução:
a. Aumentar o torque eletromagnético gerado pelo próprio motor de passo. Isso pode ser feito aumentando a corrente de acionamento na faixa de corrente nominal; se o torque for insuficiente na faixa de alta frequência, pode-se aumentar a tensão de acionamento do circuito; ou utilizar um motor de passo com torque maior. b. Reduzir o torque necessário para o motor de passo. Isso pode ser feito reduzindo adequadamente a frequência de operação do motor para aumentar o torque de saída; ou definindo um tempo de aceleração maior para que o rotor obtenha energia suficiente.
(2) A velocidade média do rotor é maior que a velocidade média de rotação do campo magnético do estator.
Explicação:
A velocidade média do rotor é maior que a velocidade média de rotação do campo magnético do estator. Quando o estator é energizado e excitado por um período de tempo maior do que o necessário para o rotor avançar, ele adquire energia em excesso durante o processo de avanço, o que aumenta o torque de saída produzido pelo motor de passo, causando sobregiro. Quando o motor de passo é usado para acionar mecanismos que movimentam a carga para cima e para baixo, é mais provável que ocorra o fenômeno de sobregiro, devido ao fato de que o torque exigido pelo motor diminui quando a carga se move para baixo.
Solução:
Reduza a corrente de acionamento do motor de passo para diminuir o torque de saída do mesmo.
(3) Inércia domotor de passoe a carga que ela carrega
Explicação:
Devido à inércia do próprio motor de passo e à carga que ele suporta, o motor não pode ser ligado e desligado imediatamente durante a operação, mas ocorre uma perda de passo durante a partida e um sobrepasso durante a parada.
Solução:
Por meio de um processo de aceleração e desaceleração, ou seja, começando em uma velocidade mais baixa, acelerando gradualmente até atingir uma determinada velocidade de operação e, em seguida, desacelerando gradualmente até parar, o controle adequado e suave da aceleração e desaceleração é fundamental para garantir a operação confiável, eficiente e precisa do sistema de acionamento do motor de passo.
(4) Ressonância do motor de passo
Explicação:
A ressonância também é uma causa de perda de sincronismo. Quando o motor de passo está em operação contínua, se a frequência do pulso de controle for igual à frequência intrínseca do motor, ocorrerá ressonância. Dentro de um período de pulso de controle, a vibração não é suficientemente atenuada, e o próximo pulso chega, portanto o erro dinâmico próximo à frequência de ressonância é o maior, o que fará com que o motor de passo perca o sincronismo.
Solução:
Reduza adequadamente a corrente de acionamento do motor de passo; utilize o método de acionamento por subdivisão; utilize métodos de amortecimento, incluindo o amortecimento mecânico. Todos os métodos acima podem eliminar eficazmente a oscilação do motor e evitar o fenômeno de perda de sincronismo.
(5) Perda de pulso ao mudar de direção
Explicação:
Foi demonstrado que o método é preciso em qualquer direção, mas acumula desvios assim que a direção é alterada, e quanto mais vezes a direção é alterada, maior o desvio.
Solução:
Os acionamentos de motores de passo em geral têm certos requisitos quanto à direção e aos sinais de pulso, como: a direção do sinal no primeiro pulso deve estar alinhada com a borda de subida ou de descida (os requisitos variam de acordo com o acionamento) e deve ser determinada alguns microssegundos antes de sua chegada. Caso contrário, haverá um pulso com ângulo de operação diferente daquele necessário para girar na direção oposta, o que pode causar falhas. Quanto maior o desvio, mais pronunciada será a falha. A solução geralmente envolve alterações na lógica de envio de pulsos por meio de software ou a adição de um atraso.
(6) Defeitos de software
Explicação:
Procedimentos de controle que levam à perda de etapas não são incomuns; é necessário verificar se o programa de controle não apresenta problemas.
Solução:
Se não for possível encontrar a causa do problema por um tempo, alguns engenheiros deixam o motor de passo funcionando por um período para que ele reencontre a posição inicial.
Data da publicação: 19/03/2024