1. O que é um motor de passo?
Um motor de passo é um atuador que converte pulsos elétricos em deslocamento angular. Simplificando: quando o driver do motor de passo recebe um sinal de pulso, ele aciona o motor para girar um ângulo fixo (e ângulo de passo) na direção definida. É possível controlar o número de pulsos para controlar o deslocamento angular, alcançando assim o objetivo de posicionamento preciso; ao mesmo tempo, é possível controlar a frequência dos pulsos para controlar a velocidade e a aceleração da rotação do motor, alcançando assim o objetivo de regulação de velocidade.
2. Que tipos de motores de passo existem?
Existem três tipos de motores de passo: de ímã permanente (PM), reativos (VR) e híbridos (HB). Os motores de passo de ímã permanente são geralmente bifásicos, com torque e volume menores, e o ângulo de passo é geralmente de 7,5 ou 15 graus; os motores de passo reativos são geralmente trifásicos, com alto torque de saída, e o ângulo de passo é geralmente de 1,5 graus, mas apresentam ruído e vibração elevados. Foram eliminados na Europa, nos Estados Unidos e em outros países desenvolvidos na década de 80; os motores de passo híbridos combinam as vantagens dos motores de ímã permanente com as dos motores reativos. São divididos em bifásicos e pentafásicos: o ângulo de passo dos bifásicos é geralmente de 1,8 graus e o dos pentafásicos é geralmente de 0,72 graus. Este tipo de motor de passo é o mais utilizado.
3. O que é o torque de retenção (HOLDING TORQUE)?
O torque de retenção (HOLDING TORQUE) refere-se ao torque do estator que trava o rotor quando o motor de passo está energizado, mas não girando. É um dos parâmetros mais importantes de um motor de passo, e geralmente o torque de um motor de passo em baixas velocidades é próximo ao torque de retenção. Como o torque de saída de um motor de passo diminui com o aumento da velocidade, e a potência de saída varia com o aumento da velocidade, o torque de retenção torna-se um dos parâmetros mais importantes para medir um motor de passo. Por exemplo, quando se fala em um motor de passo de 2 N.m, significa um motor de passo com um torque de retenção de 2 N.m sem especificações adicionais.
4. O que é TORQUE DE RETENÇÃO?
O TORQUE DE DETENÇÃO é o torque com que o estator trava o rotor quando o motor de passo não está energizado. O termo TORQUE DE DETENÇÃO não possui uma tradução uniforme na China, o que pode levar a mal-entendidos; como o rotor do motor de passo reativo não é feito de material magnético permanente, ele não possui TORQUE DE DETENÇÃO.
5. Qual é a precisão do motor de passo? É cumulativa?
Geralmente, a precisão de um motor de passo é de 3 a 5% do ângulo de passo, e não é cumulativa.
6. Qual a temperatura máxima permitida na parte externa do motor de passo?
A alta temperatura do motor de passo irá, em primeiro lugar, desmagnetizar o material magnético do motor, o que levará à queda de torque ou mesmo à perda de sincronismo. Portanto, a temperatura máxima permitida para a parte externa do motor deve depender do ponto de desmagnetização do material magnético de cada motor; em geral, o ponto de desmagnetização do material magnético é superior a 130 graus Celsius, e em alguns casos chega a ultrapassar os 200 graus Celsius. Assim, é perfeitamente normal que a temperatura externa do motor de passo se situe na faixa de 80 a 90 graus Celsius.
7. Por que o torque do motor de passo diminui com o aumento da velocidade de rotação?
Quando o motor de passo gira, a indutância de cada fase do enrolamento do motor gera uma força eletromotriz reversa; quanto maior a frequência, maior a força eletromotriz reversa. Sob sua ação, a corrente de fase do motor diminui com o aumento da frequência (ou velocidade), o que leva à diminuição do torque.
8. Por que o motor de passo funciona normalmente em baixas velocidades, mas se a velocidade for superior a um determinado limite, ele não inicia e emite um som de assobio?
O motor de passo possui um parâmetro técnico: a frequência de partida sem carga, ou seja, a frequência de pulsos que permite ao motor de passo iniciar normalmente sem carga. Se a frequência de pulsos for superior a esse valor, o motor não conseguirá iniciar normalmente, podendo perder passos ou travar. Com carga, a frequência de partida deve ser menor. Para que o motor atinja alta velocidade de rotação, a frequência de pulsos deve ser acelerada, ou seja, a frequência de partida deve ser baixa e, em seguida, aumentada até a alta frequência desejada (velocidade do motor de baixa para alta) com uma determinada aceleração.
9. Como superar a vibração e o ruído do motor de passo híbrido bifásico em baixa velocidade?
Vibração e ruído são desvantagens inerentes aos motores de passo quando giram em baixas velocidades, as quais geralmente podem ser superadas pelos seguintes programas:
A. Caso o motor de passo opere na região de ressonância, esta pode ser evitada alterando-se a transmissão mecânica, como por exemplo, a relação de redução;
B. Adote o driver com função de subdivisão, que é o método mais comum e mais fácil;
C. Substitua por um motor de passo com um ângulo de passo menor, como um motor de passo trifásico ou pentafásico;
D. Mudar para servomotores CA, que podem eliminar quase completamente a vibração e o ruído, mas a um custo mais elevado;
E. No eixo do motor com amortecedor magnético, existem produtos desse tipo no mercado, mas a estrutura mecânica apresenta grandes variações.
10. A subdivisão da unidade representa precisão?
A interpolação de motores de passo é essencialmente uma tecnologia de amortecimento eletrônico (consulte a literatura pertinente), cujo principal objetivo é atenuar ou eliminar a vibração de baixa frequência do motor de passo, sendo a melhoria da precisão de funcionamento do motor apenas uma função incidental da tecnologia de interpolação. Por exemplo, para um motor de passo híbrido bifásico com um ângulo de passo de 1,8°, se o número de interpolações do driver de interpolação for definido como 4, a resolução de funcionamento do motor será de 0,45° por pulso. A capacidade do motor de atingir ou se aproximar da precisão de 0,45° também depende de outros fatores, como a precisão do controle da corrente de interpolação do driver. A precisão dos drivers de interpolação pode variar bastante entre diferentes fabricantes; quanto maior o número de pontos de interpolação, mais difícil é controlar a precisão.
11. Qual a diferença entre a ligação em série e a ligação em paralelo de um motor de passo híbrido de quatro fases e seu driver?
O motor de passo híbrido de quatro fases geralmente é acionado por um driver de duas fases; portanto, a conexão pode ser feita em série ou em paralelo para utilizar um motor de quatro fases em uma configuração de duas fases. A conexão em série é geralmente utilizada quando a velocidade do motor é relativamente alta e a corrente de saída do driver necessária é 0,7 vezes a corrente de fase do motor, resultando em menor aquecimento do motor. Já a conexão em paralelo é geralmente utilizada quando a velocidade do motor é relativamente alta (também conhecida como conexão de alta velocidade), e a corrente de saída do driver necessária é 1,4 vezes a corrente de fase do motor, resultando em maior aquecimento do motor.
12. Como determinar a fonte de alimentação CC para o driver do motor de passo?
A. Determinação da tensão
A tensão de alimentação de um driver de motor de passo híbrido geralmente varia amplamente (como a tensão de alimentação do IM483, de 12 a 48 VCC). A tensão de alimentação é normalmente selecionada de acordo com a velocidade de operação e os requisitos de resposta do motor. Se a velocidade de operação do motor for alta ou a resposta for rápida, o valor da tensão também será alto. No entanto, é importante observar que a ondulação da tensão de alimentação não pode exceder a tensão máxima de entrada do driver, caso contrário, o driver poderá ser danificado.
B. Determinação da corrente
A corrente de alimentação é geralmente determinada de acordo com a corrente de fase de saída I do driver. Se for utilizada uma fonte de alimentação linear, a corrente de alimentação pode ser de 1,1 a 1,3 vezes I. Se for utilizada uma fonte de alimentação chaveada, a corrente de alimentação pode ser de 1,5 a 2,0 vezes I.
13. Em que circunstâncias o sinal offline FREE do driver de motor de passo híbrido é geralmente utilizado?
Quando o sinal OFFLINE FREE está em nível baixo, a corrente de saída do driver para o motor é cortada e o rotor do motor fica em estado livre (estado offline). Em alguns equipamentos de automação, se for necessário girar o eixo do motor diretamente (manualmente) quando o driver não estiver energizado, você pode definir o sinal FREE em nível baixo para colocar o motor em estado offline e realizar a operação ou o ajuste manual. Após a conclusão da operação manual, defina o sinal FREE em nível alto novamente para continuar o controle automático.
14. Qual é a maneira mais simples de ajustar o sentido de rotação de um motor de passo bifásico quando ele está energizado?
Basta alinhar A+ e A- (ou B+ e B-) da fiação do motor e do driver.
15. Qual a diferença entre motores de passo híbridos de duas fases e de cinco fases para aplicações?
Pergunta e resposta:
De modo geral, os motores bifásicos com grandes ângulos de passo apresentam boas características em altas velocidades, mas possuem uma zona de vibração em baixas velocidades. Os motores pentafásicos, por sua vez, possuem um pequeno ângulo de passo e operam suavemente em baixas velocidades. Portanto, quando os requisitos de precisão de operação do motor são elevados, o motor pentafásico é a melhor opção, principalmente em baixas velocidades (geralmente inferiores a 600 rpm). Por outro lado, se o objetivo é o desempenho em altas velocidades, e a precisão e a suavidade não são tão exigentes, os motores bifásicos, de menor custo, são a melhor escolha. Além disso, o torque dos motores pentafásicos geralmente ultrapassa 2 Nm; para aplicações com torque reduzido, os motores bifásicos são geralmente utilizados, e o problema da suavidade em baixas velocidades pode ser resolvido com o uso de um inversor de frequência.
Data da publicação: 12/09/2024