Calculo Diferencial

MOTORES PASO A PASO.

Capítulo 1: Introducción.

En muchas ocasiones se hace necesario convertir una energía eléctrica en otra mecánica; cuando dicha energía mecánica se requiere en forma rotacional, un motor es el elemento ideal para tal conversión.

Cuando se requiere un control preciso de la trayectoria a seguir por la mano o herramienta de un robot manipulador, es más sencillo y económico usar motores paso a paso que servomotores de c.c. con realimentación. Se obtienen una elevada exactitud y una muy buena regulación de la velocidad, aunque su mayor inconveniente es su no muy elevada velocidad angular o de giro.

Sus principales aplicaciones se pueden encontrar en robótica, tecnología aeroespacial, gobierno de discos duros y flexibles en sistemas informáticos, manipulación y posicionamiento de piezas y herramientas en general.

El motor de paso a paso es un elemento capaz de transformar pulsos eléctricos (información digital) en movimientos mecánicos. El eje del motor gira un determinado ángulo por cada impulso de entrada. El resultado de este movimiento, fijo y repetible, es un posicionamiento preciso y fiable.

Un motor de paso a paso puede girar, en ambos sentidos, un número exacto de grados, con incrementos mínimos determinados por el diseño.

Capítulo 2: Interacción de los campos electromagnéticos.

El principio de funcionamiento de los motores de paso a paso es muy sencillo. Se basa en las fuerzas de atracción y repulsión ejercidas entre polos magnéticos.

Teniendo en cuenta que los polos magnéticos del mismo signo se repelen, si los bobinados del estator 1, se alimentan de tal manera que éste se comporta como un polo norte y el estator 2 como un polo sur, el rotor imantado (imán permanente), si es giratorio, se mueve hasta alcanzar la posición de equilibrio magnético.

Si cambiamos por algún método, al alcanzar el rotor la posición de equilibrio que el estator cambie la orientación de sus polos, aquél tratará de buscar la nueva posición de equilibrio; manteniendo dicha situación de manera continuada, se conseguirá un movimiento giratorio y continuo del rotor. El rotor girará 180º cada vez que cambian las condiciones.

Capítulo 3: Principio de funcionamiento de los motores pasó a paso.

Si el estator consta de dos polos situados uno respecto al otro un ángulo de 90º, tendremos que el rotor giratorio irá posicionándose de las siguientes direcciones:

Sin aplicar corriente a ninguno de los estator el rotor estará libre sin posición alguna, en la de reposo.

Si se hace circular corriente por ambos estator como se indica en el dibujo nº 1 el rotor evolucionará de esa manera. Si invertimos la polaridad de la corriente que circula por E1, se obtendrá la situación magnética

Indicada en el dibujo nº2 y rotor se verá desplazado hasta la nueva posición de equilibrio, es decir, ha girado 90º en sentido contrario a las agujas del reloj.

Invirtiendo ahora la polaridad de la corriente en E2, se llega a la situación nº 3 habiendo girado el rotor otros 90º. Si por fin, invertimos de nuevo el sentido de la corriente en E1, el rotor girará otros 90º y se habrá obtenido una revolución completa de dicho imán (rotor) en cuatro pasos de 90º.

El motor descrito recibe el nombre de bipolar ya que, para obtener la secuencia completa, se requiere disponer de corrientes de dos polaridades. Al necesitarse dos corrientes opuestas y ser

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