Oscar Takeshi Omar Mogames Vitor Gomes Motores de Passo Oscar Takeshi Omar Mogames Vitor Gomes

Introdução Pulsos elétricos Movimentos mecânicos

“O eixo do motor de passo gira em passos discretos que são incrementados quando pulsos de comando elétrico são aplicados em uma sequência adequada.” 1 pulso = 1 passo

Possuem 3 estados de funcionamento: Desligado Parado (Ativado com o rotor travado) Girando em etapas

Definições do Motor de Passo: Rotor Estator

Parâmetros do Motor de Passo: GRAUS POR PASSO: Parâmetro mais importante na escolha de um motor Por exemplo: Deslocamento de 0,72º 500 passos / volta 1,8º 200 passos / volta 90º 4 passos / volta

Parâmetros do Motor de Passo: MOMENTO DE FRENAGEM: é o momento máximo com o rotor bloqueado sem perdas de passos. RESISTÊNCIAS ÔHMICAS: determina a magnitude da corrente do estator com o rotor parado. RESPOSTA DE PASSO: é o tempo de atraso para o motor dar um passo comandado TAXA DE ANDAMENTO: é o regime de operação atingido após uma aceleração suave AUTO-INDUTÂNCIA: determina a magnitude da corrente média em regimes pesados de operação, de acordo com o tipo de enrolamento do estator. Relaciona o fluxo magnético com as correntes que o produzem.

Parâmetros do Motor de Passo: RESSONÂNCIA: quando o motor atinge esta frequência normalmente ocorre um aumento de ruído e vibração. Então o motor começa a oscilar, aquecer e pode perder alguns passos. O valor desta frequência varia para cada motor de passo e depende da carga e do circuito driver. Este problema pode ser contornado mudando-se o modo de operação do motor: utilizando-se meio-passo ou passo-completo com as bobinas energizadas duas a duas. TORQUE RESIDUAL: é o torque aplicado ao eixo do motor suficiente para deslocar o seu rotor da posição de equilíbrio, ou seja, quando o motor está no estado PARADO (com o rotor travado)

VANTAGENS: Tamanho e custos reduzidos Total adaptação por controles digitais Posicionamento preciso e capacidade de repetição de movimentos Tem um controle bem preciso em malha aberta Difícil quebra Simplicidade na construção Tem torque máximo quando está parado (com as bobinas energizadas) Uma ampla faixa de velocidades de rotação pode ser conseguida O ângulo de rotação é diretamente proporcional ao pulso de entrada Erro não cumulativo entre um passo e outro É possível rotação síncrona a baixa velocidade

DESVANTAGENS: Efeitos de ressonância Não detecção de perda de posição Consumo de corrente sem depender das condições de carga Ruído acentuado a baixa velocidade Perdas de velocidade são relativamente altas e podem causar aquecimento excessivo Podem ter oscilações Dificuldade de se operar o motor de passo a velocidades extremamente altas

TIPOS DE MOTORES DE PASSO: Motor de Passo de Relutância Variável Motor de Passo de imã permanente Motor de Passo Híbrido

Motor de Passo de Relutância Variável mais fáceis de controlar não ficam permanentemente magnetizados – torque estático nulo aplicações onde necessitamos de motores de tamanho reduzido

Motor de Passo de Relutância Variável

Motor de Passo de Ímã Permanente - permanentemente magnetizado – torque estático não nulo Apresenta uma baixa resolução com ângulos de passos típicos 7,5º - 15º (48 – 24 passos por volta)

Motor de Passo Híbrido Apresenta uma melhor resolução de passo custo maior em relação ao Motor de Passo de Ímã Permanente resolução: 0,9º - 3,6º (100 – 400 passos por volta) - Alta capacidade de frenagem

MOTOR UNIPOLAR

MOTOR UNIPOLAR

MOTOR UNIPOLAR

MOTOR BIPOLAR

UNIPOLAR x BIPOLAR

WAVE DRIVE

FULL STEP DRIVE

HALF STEP DRIVE

HALF STEP DRIVE

MICROSTEPPING

MICROSTEPPING

Torque do motor de passo / curva de velocidade

Comparação

Comparação Resistência = R P=RI2 Paralelo Série Resistência = R/2 Pp=(R/2)I12 Resistência = 2R Ps=2RI12 P=Pp => I1=1,4I P=Ps => I1=0,7I

Torque Estático

Torque / Velocidade

Quando utilizar um motor de passo? Alto torque Baixa velocidade Curtos e rápidos movimentos repetitivos Baixa fricção Ciclo contínuo

Aplicações