Motores de passoSão dispositivos de movimento discreto com uma vantagem de baixo custo em relação aos servomotores. São dispositivos que convertem energia mecânica e elétrica. Um motor que converte energia mecânica em energia elétrica é chamado de "gerador"; um motor que converte energia elétrica em energia mecânica é chamado de "motor". Motores de passo e servomotores são produtos de controle de movimento que podem localizar com precisão o movimento de equipamentos de automação e a maneira como eles se movem, sendo usados principalmente na fabricação de equipamentos de automação.
Existem três tipos de rotor de motor de passo: reativo (tipo VR), ímã permanente (tipo PM) e híbrido (tipo HB). 1) Reativo (tipo VR): engrenagem com dentes de rotor. 2) Ímã permanente (tipo PM): rotor com ímã permanente. 3) Híbrido (tipo HB): engrenagem com ímã permanente e dentes de rotor. Os motores de passo são classificados de acordo com os enrolamentos do estator: existem séries bifásicas, trifásicas e pentafásicas. Motores com dois estatores tornam-se motores bifásicos e aqueles com cinco estatores são chamados de motores pentafásicos. Quanto mais fases e batimentos um motor de passo tiver, mais preciso ele será.
Os motores HB podem atingir pequenos movimentos incrementais muito precisos, enquanto os motores PM geralmente não exigem alta precisão de controle.Motores HBPodem atender a requisitos complexos e precisos de controle de movimento linear. Os motores PM têm torque e volume relativamente pequenos, geralmente não exigem alta precisão de controle e são mais econômicos. Indústrias: máquinas têxteis, embalagens de alimentos. Em termos de processo de produção e precisão de controle do motor,Motores de passo HBsão mais sofisticados que os motores de passo PM.
Motores de passo e servomotores são produtos de controle de movimento, mas diferem em seu desempenho. Um motor de passo é um dispositivo de movimento discreto que recebe um comando e executa um passo. Os motores de passo convertem o sinal de pulso de entrada em um deslocamento angular. Quando o driver do motor de passo recebe um sinal de pulso, ele aciona o motor de passo para girar em um ângulo fixo na direção definida. Um servomotor é um servosistema no qual sinais elétricos são convertidos em torque e velocidade para acionar um objeto de controle, que pode controlar a velocidade e a precisão da posição.
✓ Motores de passo, servo motores são bastante diferentes em termos de características de baixa frequência, características de frequência de momento e capacidade de sobrecarga:.
Precisão de controle: quanto mais fases e linhas de motores de passo, maior a precisão; a precisão de controle dos servo motores CA é garantida pelo codificador rotativo na extremidade traseira do eixo do motor; quanto mais escalas do codificador, maior a precisão.
✓ Características de baixa frequência: motores de passo são propensos a fenômenos de vibração de baixa frequência em baixas velocidades. Esse fenômeno de vibração de baixa frequência, determinado pelo princípio de funcionamento dos motores de passo, é prejudicial à operação normal da máquina. Geralmente, utiliza-se tecnologia de amortecimento para superar o fenômeno de vibração de baixa frequência; os servossistemas CA possuem função de supressão de ressonância, que pode compensar a falta de rigidez da máquina. A operação é muito suave e nenhum fenômeno de vibração ocorre mesmo em baixas velocidades.
✓ Características de torque-frequência: o torque de saída dos motores de passo diminui com o aumento da velocidade, portanto sua velocidade máxima de operação é de 300-600 RPM; os servomotores podem gerar torque nominal até a velocidade nominal (geralmente 2000-3000 RPM), e acima da velocidade nominal a potência de saída é constante.
✓ Capacidade de sobrecarga: motores de passo não têm capacidade de sobrecarga; servomotores têm forte capacidade de sobrecarga.
✓ Desempenho de resposta: motores de passo levam de 200 a 400 ms para acelerar da imobilidade à velocidade de operação (várias centenas de revoluções por minuto); o servo CA tem melhor desempenho de aceleração e pode ser usado em situações de controle que exigem partida/parada rápidas. O servo CA MASA 400W da Panasonic, por exemplo, acelera da imobilidade à sua velocidade nominal de 3000 RPM em apenas alguns milissegundos.
Desempenho operacional: os motores de passo são controlados em malha aberta e estão sujeitos a perda de passo ou bloqueio quando a frequência de partida é muito alta ou a carga é muito grande, e a ultrapassar quando a velocidade é muito alta ao parar; o servo CA é controlado em malha fechada, e o driver pode amostrar diretamente o sinal de feedback do codificador do motor, portanto, geralmente não há perda de passo ou ultrapassagem do motor de passo, e o desempenho do controle é mais confiável.
O servo CA é superior ao motor de passo em termos de desempenho, mas este último tem a vantagem do preço baixo. O servo CA é superior aos motores de passo em termos de velocidade de resposta, capacidade de sobrecarga e desempenho de operação, mas os motores de passo são utilizados em alguns cenários menos exigentes devido à sua vantagem de custo-benefício. Com o uso da tecnologia de malha fechada, os motores de passo de malha fechada podem proporcionar excelente precisão e eficiência, o que pode alcançar parte do desempenho dos servo motores, mas também tem a vantagem do preço baixo.
Olhe para o futuro e defina áreas emergentes. As aplicações de motores de passo passaram por mudanças estruturais, com o mercado tradicional atingindo a saturação e novas indústrias emergindo. Os motores de controle e os produtos de sistemas de acionamento da empresa estão profundamente presentes em instrumentos médicos, robôs de serviço, automação industrial, informação e comunicação, segurança e outras indústrias emergentes, que representam uma parcela relativamente grande do negócio geral e estão crescendo em ritmo acelerado. A demanda por motores de passo está relacionada à economia, à tecnologia, ao nível de automação industrial e ao nível de desenvolvimento técnico dos próprios motores de passo. O mercado atingiu a saturação em indústrias tradicionais, como automação de escritórios, câmeras digitais e eletrodomésticos, enquanto novas indústrias continuam a surgir, como impressão 3D, geração de energia solar, equipamentos médicos e aplicações automotivas.
| Campos | Aplicações específicas |
| Automação de escritório | Impressoras, scanners, copiadoras, multifuncionais, etc. |
| Iluminação de palco | Controle de direção de luz, foco, mudança de cor, controle de ponto, efeitos de iluminação, etc. |
| Bancário | Caixas eletrônicos, impressão de contas, produção de cartões bancários, máquinas de contagem de dinheiro, etc. |
| Médico | Tomógrafo computadorizado, analisador hematológico, analisador bioquímico, etc. |
| Industrial | Máquinas têxteis, máquinas de embalagem, robôs, transportadores, linhas de montagem, máquinas de colocação, etc. |
| Comunicação | Condicionamento de sinal, posicionamento de antenas móveis, etc. |
| Segurança | Controle de movimento para câmeras de vigilância. |
| Automotivo | Controle de válvula de óleo/gás, sistema de direção leve. |
Indústria Emergente 1: A impressão 3D continua a fazer avanços na tecnologia de P&D e a ampliar os cenários de aplicação no downstream, com os mercados nacional e internacional crescendo a uma taxa de aproximadamente 30%. A impressão 3D baseia-se em modelos digitais, empilhando materiais camada por camada para criar objetos físicos. O motor é um componente importante da impressora 3D; a precisão do motor afeta o efeito da impressão 3D, geralmente a impressão 3D com motores de passo. Em 2019, a indústria global de impressão 3D atingiu US$ 12 bilhões, um aumento de 30% em relação ao ano anterior.
Indústria emergente 2: Robôs móveis são controlados por computador, com funções como movimento, navegação automática, controle multissensor, interação de rede, etc. O uso mais importante na produção prática é o manuseio, com um alto grau de não padronização.
Motores de passo são utilizados no módulo de acionamento de robôs móveis, e a estrutura principal de acionamento é composta por motores de acionamento e engrenagens de redução (caixas de engrenagens). Embora a indústria nacional de robôs industriais tenha começado tarde em comparação com os países estrangeiros, está à frente no campo de robôs móveis. Atualmente, os principais componentes dos robôs móveis são produzidos principalmente no mercado interno, e as empresas nacionais já atingiram basicamente os requisitos de precisão em todos os aspectos, com um número menor de concorrentes estrangeiros.
O mercado de robôs móveis da China movimentará aproximadamente US$ 6,2 bilhões em 2019, um aumento de 45% em relação ao ano anterior. Lançamento internacional de robôs de limpeza profissionais com aumento significativo na eficiência da limpeza. O lançamento do "segundo robô" em 2018 segue o lançamento do robô humanoide. O "segundo robô" é um robô aspirador de pó comercial inteligente com múltiplos sensores para detectar obstáculos, escadas e movimento humano. Ele pode operar por três horas com uma única carga e limpar até 1.500 metros quadrados. O "segundo robô" pode substituir a maior parte da carga de trabalho diária da equipe de limpeza e aumentar a frequência de aspiração e limpeza, além do trabalho de limpeza já existente.
Indústria emergente 3: Com a introdução do 5G, o número de antenas para estações base de comunicação está aumentando, assim como o número de motores necessários. Em geral, são necessárias 3 antenas para estações base de comunicação comuns, de 4 a 6 antenas para estações base 4G, e o número de estações base e antenas para aplicações 5G está aumentando, visto que precisam cobrir comunicações móveis tradicionais e aplicações de comunicação IoT. Produtos de motores de controle com componentes de caixa de engrenagens estão se tornando um desenvolvimento personalizado comum para plantas de antenas de estações base. Um motor de controle com caixa de engrenagens é usado para cada antena ESC.
O número de estações base 4G aumentou em 1,72 milhão em 2019, e a construção do 5G deve abrir um novo ciclo. Em 2019, o número de estações base de telefonia móvel na China atingiu 8,41 milhões, das quais 5,44 milhões eram estações base 4G, representando 65%. Em 2019, o número de novas estações base 4G aumentou em 1,72 milhão, o maior desde 2015, principalmente devido a 1) expansão da rede para cobrir pontos cegos em áreas rurais. 2) A capacidade da rede principal será atualizada para estabelecer a base para a construção da rede 5G. A licença comercial 5G da China será emitida em junho de 2019 e, até maio de 2020, mais de 250.000 estações base 5G serão inauguradas em todo o país.
Indústria Emergente 5: Dispositivos médicos são um dos principais cenários de aplicação para motores de passo e um dos segmentos em que a Vic-Tech está profundamente envolvida. De metal a plástico, dispositivos médicos exigem um alto nível de precisão em sua produção. Muitos fabricantes de dispositivos médicos utilizam servomotores para atender aos requisitos de precisão, mas como os motores de passo são mais econômicos e menores do que os servomotores, e a precisão pode atender a alguns dispositivos médicos, os motores de passo são usados na indústria de fabricação de dispositivos médicos e até mesmo substituem alguns servomotores.
Data de publicação: 19 de maio de 2023