Motor híbrido de pasos

Significado e funcionamento do motor paso a paso híbrido

O termo "Híbrido" denota unha combinación ou mestura. Un Motor Paso a Paso Híbrido integra as características tanto do Motor Paso a Paso de Relutancia Variable como do Motor Paso a Paso de Imán Permanente. No núcleo do rotor, incrustase un imán axial permanente. Este imán está magnetizado para xerar un par de polos, nomeadamente os polos Norte (N) e Sur (S), como se ilustra na figura a seguir：

Instálanse tapas nos dous extremos do imán axial. Estas tapas presentan un número igual de dentes que son magnetizados polo imán. A vista en sección transversal das dúas tapas do rotor presenta o seguinte aspecto:

O estator está equipado con 8 polos, cada un co seu bobinado e S número de dentes. En total, hai 40 dentes no estator. Cada tapa do rotor ten 50 dentes. Dado que o número de dentes no estator e no rotor é 40 e 50 respectivamente, o ángulo de paso pode expresarse do seguinte xeito:

Mecánica de funcionamento

No motor paso a paso híbrido, os dentes do rotor alíñanse inicialmente perfectamente cos do estator. Os dentes das dúas tapas do rotor, no entanto, están desfasados entre si por metade da pechada do polo. Debido á magnetización axial do imán permanente central, os dentes da tapa do lado esquerdo están magnetizados como polos sur, mentres que os da tapa do lado dereito adóptan unha polaridade de polo norte.

Os polos do estator do motor están configurados en pares para a excitación eléctrica. Específicamente, os bobinados dos polos 1, 3, 5 e 7 están conectados en serie para formar a fase A, mentres que os bobinados dos polos 2, 4, 6 e 8 están ligados en serie para constituir a fase B. Cando a fase A está energizada con corrente positiva, os polos 1 e 5 do estator convértense en polos sur, e os polos 3 e 7 transformáronse en polos norte.

A rotación do motor controlase precisamente mediante unha secuencia específica de energización das fases. Cando a fase A está desenergizada e a fase B activada, o rotor rota por un ángulo de paso completo de 1,8° na dirección contraria ás agullas do reloxo. Inverter o fluxo de corrente para a fase A (energizándoa negativamente) fai que o rotor avance un adicional de 1,8° na mesma dirección contraria ás agullas do reloxo. Para a rotación continua, a fase B debe ser energizada negativamente. Así, para lograr a rotación contraria ás agullas do reloxo, as fases deben ser energizadas na secuencia: +A, +B, -A, -B, +B, +A, e así sucesivamente. Por outro lado, a rotación no sentido das agullas do reloxo conséguese siguiendo a secuencia +A, -B, +B, +A, e repetindo este ciclo.

Principais vantaxes

Unha das características máis notables do motor paso a paso híbrido é a súa capacidade de manter a posición incluso cando se retira a enerxía. Este fenómeno ocorre porque o imán permanente xera un par de detención, que mantiñe o rotor no seu lugar. Outras vantaxes significativas inclúen:

• Resolución fina: O seu menor comprimento de paso permite un posicionamento moi preciso, facéndoo adecuado para aplicacións que requiren precisión.

• Alta produción de par: O motor pode xerar un par substancial, permitindo que impulsa cargas pesadas de forma eficaz.

• Estabilidade sen enerxía: Incluso con bobinados desenerxizados, o par de detención asegura que o rotor permanece inmóbil.

• Eficiencia óptima a baixas velocidades: Funciona con alta eficiencia a velocidades máis baixas, ideal para aplicacións onde é necesaria unha movemento lento e controlado.

• Funcionamento suave: Unha taxa de paso menor contribúe a un movemento máis suave, reducindo vibracións e ruido.

Limitacións

A pesar das súas moitas forzas, o motor paso a paso híbrido ten varias desvantaxes:

• Maior inercia: O deseño do motor resulta en unha inercia aumentada, que pode retardar a aceleración e limitar a súa resposta a cambios rápidos nas ordes de movemento.

• Peso maior: A presenza do imán do rotor engádese ao peso global do motor, que pode supor desafíos en aplicacións sensibles ao peso.

• Sensibilidade magnética: Calquera fluctuación na forza magnética do imán permanente pode afectar significativamente o rendemento do motor, levando a un funcionamento inconsistente.

• Consideracións de custo: En comparación cos motores de relutancia variable, os motores paso a paso híbridos xeralmente teñen un prezo máis alto, que pode aumentar o custo global dos proxectos que os utilizan.

En resumo, o motor paso a paso híbrido ofrece unha combinación única de vantaxes e limitacións. Comprender estas características é esencial para seleccionar o motor máis axeitado para aplicacións específicas nos campos da automatización, robótica e control de precisión.