Primero. Introducción
En el campo de control industrial moderno, los motores paso a paso son favorecidos por sus características de paso únicas y su control de posición preciso. Entre ellos, el motor de paso bipolar, como un tipo importante de motor de paso, se usa ampliamente en muchos campos, como líneas de producción automatizadas, instrumentos de medición de precisión, etc., en virtud de su alta eficiencia y rendimiento confiable. En este artículo, los modos de estructura y control de los motores de paso bipolar se introducirán en detalle, con el objetivo de proporcionar a los lectores una comprensión y conocimiento profundo.
Segundo, la estructura del motor paso a paso bipolar
El motor de paso bipolar, también conocido como motor de paso de cuatro hilos de dos fases, su estructura básica incluye el estator, el rotor y el devanado tres piezas principales.
Estator
El estator es la parte estacionaria de un motor paso a paso bipolar, generalmente compuesto por varios dientes del estator. En un motor paso a paso bipolar, los dientes del estator se enrollan con devanados bipolares de dos fases, es decir, devanados de fase A y fase B. Cada uno de estos devanados de dos fases consiste en una bobina diferente, cada una con dos cables, para un total de cuatro cables, que se utilizan para controlar la operación del motor.
Específicamente, el devanado de la fase A se enrolla del diente del estator 1, y se enrolla secuencialmente a los dientes del estator 3, 5 y 7, donde los dientes del estator 1 y 5 se enrollan en la misma dirección, mientras que los dientes del estator 3 y 7 se enrollan en el misma dirección. Estos dos grupos (dientes del estator 1 y 5, y los dientes del estator 3 y 7) se enrollan en dirección opuesta. Los devanados de la fase B se enrollan sobre el mismo principio, con los dientes del estator 4 y 8 como dientes grupales y estator 2 y 6 como grupo.
Rotor
El rotor es la parte giratoria de un motor paso a paso bipolar y generalmente se fija con imanes permanentes axialmente magnetizados. Las líneas magnéticas de fuerza de los imanes permanentes forman un cierre dentro del cuerpo del motor, lo que permite que el rotor tenga un par de bloqueo incluso cuando no esté energizado. Además, el rotor generalmente posee una serie de dientes (por ejemplo, 50 dientes) que corresponden a los dientes del estator para ángulos de paso precisos (por ejemplo, ángulo de paso de 1.8 grados).
Bobinados
El devanado de un motor paso a paso bipolar es la parte clave del motor que realiza el movimiento del motor. Dado que los motores paso a paso bipolares tienen dos bobinas separadas, cada una de las cuales se puede energizar en ambas direcciones, un extremo de cada devanado puede ser un polo N o S. Este diseño hace que el motor paso a paso bipolar sea más flexible en el modo de control, lo que puede realizar un control de posición más preciso y un mayor rendimiento dinámico.
Tercero, el modo de control del motor paso a paso bipolar
Los modos de control del motor paso a paso bipolar incluyen principalmente el paso de fase monofásico, el paso de paso entero y el paso de medio paso.
Pasaje monofásico
El paso de fase monofásico es el modo de control más básico del motor de paso bipolar. En este modo, los devanados de fase A y fase B se energizan secuencialmente en un cierto orden, lo que hace que el campo magnético del estator cambie en consecuencia, lo que hace que el rotor gire. Específicamente, cuando el devanado de la fase A se energiza, el rotor girará en una dirección; Cuando el devanado de la fase B se energiza, el rotor girará en la otra dirección. Al controlar alternativamente el estado energizado de la fase A y los devanados de la fase B, se puede lograr la rotación continua del rotor.
El modo de paso de una sola fase es simple y fácil de entender, pero debido a su gran ángulo de paso (generalmente 1.8 grados), puede no ser adecuado en las aplicaciones donde se requiere un mayor control de precisión.
Paso de paso entero
El paso de paso entero es uno de los modos de control más utilizados para motores paso a paso bipolares. En este modo, los devanados de fase A y fase B están energizados o desenergizados al mismo tiempo para lograr una rotación del rotor del paso completo. Específicamente, cuando el devanado de la fase A se energiza y el devanado de la fase B se desenergiza, el rotor girará en una dirección en un cierto ángulo; Cuando el devanado de la fase B se energiza y el devanado de la fase A se desenergiza, el rotor girará en la otra dirección en el mismo ángulo. Al controlar alternativamente el estado energizado de la fase A y los devanados de la fase B, se puede realizar la rotación continua de un paso completo del rotor.
El modo de paso de paso entero tiene las ventajas de un pequeño ángulo de paso y una alta precisión de posicionamiento, por lo que se usa ampliamente en aplicaciones que requieren un control de alta precisión. Por ejemplo, en equipos de oficina, como impresoras y escáneres, los motores paso a paso bipolar generalmente usan el modo de paso completo para controlar el movimiento preciso del cabezal de impresión o el cabezal de escaneo.
Medio paso
El medio paso es un modo de control más refinado para los motores paso a paso bipolares. En este modo, la rotación de medio paso del rotor se puede lograr controlando simultáneamente una porción de las bobinas en la fase A y los devanados de fase B para ser energizados o desenergizados. Específicamente, cuando una parte de la bobina en el devanado de la fase A está energizada y una parte de la bobina en el devanado de la fase B se desenergizará, el rotor girará en medio paso en una dirección; Cuando una parte de la bobina en el devanado de la fase B se energiza y una parte de la bobina en el devanado de la fase A se desenergizará, el rotor girará en medio paso en la otra dirección. Al controlar alternativamente el estado energizado de las bobinas en la fase A y los devanados de la fase B, se puede realizar la rotación continua de medio paso del rotor.
El modo de medio paso tiene las ventajas de un ángulo de paso más pequeño y una mayor precisión de posicionamiento, y por lo tanto se usa ampliamente en aplicaciones que requieren un mayor control de precisión. Por ejemplo, en el campo de instrumentos de medición de precisión, equipos médicos, etc., los motores de paso bipolar generalmente usan el modo de medio paso para realizar un control de posición más preciso y el control de movimiento.
Cuarto, resumen
Los motores paso a paso bipolar juegan un papel importante en el campo del control de la automatización industrial con su estructura y modo de control únicos. A través de una comprensión profunda de la estructura y el modo de control de los motores paso a paso bipolares, podemos dominar mejor sus métodos y técnicas de aplicación, y proporcionar un fuerte soporte para el desarrollo y la aplicación de la tecnología de control de automatización industrial.