&Como actuadores, los motores paso a paso son muy favorecidos en numerosos campos debido a su estructura sencilla, su fácil control y su alto nivel de seguridad. Son capaces de generar un par considerable a bajas velocidades, sin la necesidad de cajas de cambios. En comparación con los motores CC sin escobillas y los motores servo, permiten una mayor precisión en el control de la posición Son sistemas de control que no requieren algoritmos complejos ni retroalimentación del codificador; por eso se utilizan ampliamente en escenarios que demandan una posicionamiento preciso. También son indispensables en aplicaciones que necesitan control del movimiento, como los sistemas de automatización, la fabricación digital (por ejemplo, la impresión 3D), los dispositivos médicos y el equipo óptico.

&Uno de los inconvenientes de los motores paso a paso es su nivel de ruido relativamente alto, especialmente a bajas velocidades. Las vibraciones provienen principalmente de dos fuentes: el propio motor &#La resolución por paso del dispositivo 39 y la respuesta en modo adverso NSES que utilizan técnicas de corte y modulación de ancho de pulso (PWM).

&Un motor paso a paso típico cuenta con 50 polos, lo que equivale a 200 pasos completos. En modo de paso completo, cada paso corresponde a un giro de 1,8°; por lo tanto, se requieren 360° para completar una rotación completa. Sin embargo, algunos motores paso a paso presentan ángulos de paso más pequeños; por ejemplo, aquellos que necesitan 800 pasos para realizar una rotación completa. Inicialmente, estos motores se operaban en modo de paso completo o de medio paso, y las corrientes vectoriales suministradas a la bobina A (azul) y a la bobina B (roja) adoptaban formas de onda rectangulares. Estas formas de onda representan un ciclo completo de 360°. Las figuras 3 y 4 muestran claramente que, en el punto de conmutación de 90°, la corriente que fluye a través de las bobinas es o bien de potencia máxima o bien nula.

&Los modos de avance de baja resolución, como el paso medio o el paso completo, son las principales fuentes de ruido en los motores paso a paso. Estos provocan vibraciones significativas dentro del sistema mecánico, especialmente durante el funcionamiento a bajas velocidades y cerca de las frecuencias de resonancia del mismo Frecuencias de resonancia. A altas velocidades, este efecto disminuye debido a la inercia, lo que permite que el rotor del motor se comporte como un resónador Oscilador de NIC o péndulo de resorte.

&Después de que el nuevo valor de corriente vectorial es enviado por el controlador, el rotor del motor se desplaza hasta la siguiente posición correspondiente a un paso completo o parcial, de acuerdo con el comando recibido. Este proceso es similar al funcionamiento en modo de respuesta a pulsos Alrededor del nuevo punto de posición, el rotor genera sobrepasos y oscilaciones, lo que provoca vibraciones mecánicas y ruido. Para mitigar estas vibraciones, se utiliza… Se introdujo el concepto de subdivisión de pasos. Esto implica dividir un paso completo en segmentos más pequeños o micropasos; los factores de subdivisión típicos son 2 (paso medio), 4 (paso cuarto), 8, 32 o incluso valores superiores.

&La corriente en el motor &#Las bobinas del estator no reciben ni la corriente completa ni cero, sino un valor intermedio. En comparación con cuatro pasos completos, este perfil de corriente se asemeja más a una onda sinusoidal. La posición del rotor con imanes permanentes se encuentra entre dos pasos completos (en la posición del campo sintético). La subdivisión máxima está determinada por el controlador &#Las capacidades de conversión A/D y D/A de este dispositivo.

&TRINAMIC &#Los conductores y pasajeros de los vehículos número 39… Los controladores logran 256 micropasos (8 bits) mediante la utilización de señales sinusoidales integradas Las tablas de configuración permiten que los motores paso a paso logren un control angular extremadamente preciso. La Figura 6 ilustra las fluctuaciones que ocurren al alcanzar una nueva posición.

&Otra fuente de ruido y vibraciones proviene de las prácticas tradicionales Existen diversos métodos de cortocircuitación y modos de modulación por ancho de pulso (PWM). Aunque una resolución de paso gruesa es un factor clave en la generación de vibraciones y ruido, los problemas derivados de los procesos de cortocircuitación y de la modulación por ancho de pulso suelen pasarse por alto.

&El co… Coordinación convencional El modo de conmutación PWM instantáneo es un método basado en el control de la corriente… Modo de conmutación PWM controlado. Este modo presenta una relación fija entre los valores de conmutación La relación entre la desintegración rápida y la desintegración lenta. La situación actual… Solo alcanza la corriente objetivo especificada en su valor máximo, lo que, en última instancia, resulta en una corriente promedio inferior a la corriente objetivo esperada, como se muestra en la Figura 7.

&Durante un ciclo eléctrico completo, la dirección de la corriente cambia en el punto de cruce por cero de la onda sinusoidal, lo que genera un breve período de transición &#En el número 101, la corriente que fluye a través del bobinado es nula. Esto conlleva a que el par generado en ese momento también sea cero, lo que provoca oscilaciones y vibraciones en el motor, especialmente a bajas velocidades.

&En comparación con los otros… Modo de corte instantáneo, TRINAMIC &#El modo de conmutación PWM SpreadCycle de 39 Hz se activa automáticamente Se representa una función de decaimiento por histéresis entre los procesos de decaimiento lentos y rápidos. La corriente promedio refleja esta interacción Se utiliza una corriente nominal determinada de forma que se elimine el período de transición en el punto de cruce cero de la onda sinusoidal. Esto reduce las fluctuaciones de corriente y par, lo que hace que la forma de onda de la corriente se asemeje más a una onda sinusoidal. En comparación con los métodos tradicionales… Colectivo nacional Con múltiples modos de corte, los motores funcionan de manera eficiente Los dispositivos controlados por SpreadCycle PWM funcionan de manera significativamente más suave y estable.

&Esto es particularmente crucial durante la aceleración del motor, desde el estado de parado o velocidades bajas hasta velocidades medias.

&¿Cómo lograr que un motor de pasos funcione de manera completamente silenciosa?

Los motores paso a paso, especialmente a bajas velocidades, generan ruido principalmente debido a modos de funcionamiento de baja resolución, como los operativos de medio paso o paso completo. Otra fuente importante de ruido proviene de respuestas inadecuadas en los modos de conmutación y modulación de ancho de pulso (PWM).

&Secreto n.º 1 para la reducción del ruido: Accionamiento de micropasos

&Los motores paso a paso funcionan al «generar un campo magnético a través de bobinas electrificadas para hacer girar el rotor con imanes permanentes». La corriente aplicada debe someterse a un proceso de regulación para garantizar que el rotor funcione de manera adecuada.

&Los motores paso a paso híbridos funcionan, en esencia, a 200 pasos por revolución. Para su funcionamiento, se emplean técnicas adicionales… El uso de los estados actuales del control digital para activar modos de “medio paso” o “micropaso” mejora la precisión, el par y la eficiencia, al mismo tiempo que reduce la cantidad de pasos perdidos, así como las vibraciones y el ruido.

&Secreto n.º 2 para la reducción del ruido: SpreadCycle™

&Otra fuente de ruido y vibraciones en los motores paso a paso proviene de las prácticas tradicionales Existen diversos métodos de cortocircuición y modos de modulación por ancho de pulso (PWM). Aunque una resolución de paso gruesa es un factor clave en la generación de vibraciones y ruido, con frecuencia pasamos por alto los problemas que surgen debido a estos métodos. Tradicionalmente… Colectivo nacional Cuando se utiliza el modo de conmutación PWM instantánea, se emplea la modulación en corriente… Modulación por onda continua con conmutación controlada, que presenta una relación fija entre las señales La relación entre las fases de descomposición rápida y lenta. La situación actual… Solo alcanza el valor objetivo especificado en su punto máximo, lo que provoca que la corriente promedio sea inferior al valor deseado.

&En comparación con los otros… Mientras se corta, ADI Trinamic… &#El sistema SpreadCycle PWM realiza el corte automático de la señal, de manera totalmente automática Se representa una función de decaimiento por histéresis que abarca fases de decaimiento lento y rápido. La corriente promedio refleja esta dinámica Se utiliza una corriente nominal definida de forma que se eliminen los períodos de transición en los cruces cero de la onda sinusoidal. Esto reduce las fluctuaciones de corriente y par, lo que conlleva a una forma de onda de corriente más sinusoidal. En comparación con los métodos tradicionales… Colectivo nacional Con múltiples modos de corte, los motores funcionan de manera eficiente Los motores controlados por SpreadCycle PWM funcionan de manera significativamente más suave y silenciosa, lo que permite un control del motor totalmente silencioso.

&Secreto n.º 3 para la reducción del ruido: StealthChop™

&Mientras que los métodos avanzados basados en la corriente actual… Los conmutadores PWM controlados mejoran el rendimiento del motor, pero el ruido y las vibraciones siguen siendo problemas cruciales en ciertas aplicaciones. Esto se debe a que los conmutadores con regulación de corriente reaccionan a las mediciones de la corriente en las bobinas ciclo a ciclo, lo que genera ruido y un acoplamiento electromagnético entre las bobinas del motor que afecta su funcionamiento. El conmutador StealthChop™, que cuenta con regulación de voltaje, supera estos problemas al modular la corriente de manera adecuada Basado en el ciclo de trabajo PWM, genera una onda sinusoidal de corriente perfecta.

&Excepto por el ruido inevitable generado por la fricción de las bolas de los rodamientos del motor, StealthChop permite que los motores funcionen en un silencio absoluto El nivel de ruido del motor es inferior a 10 dB, lo que lo hace significativamente más silencioso que los modelos tradicionales Corriente eléctrica actual… Métodos controlados.