En la actualidad los motores paso a paso se han convertido en dispositivos bastante conocidos entre los amantes de las impresoras 3D, la fotografía en Time-Lapse, o incluso entre los hobbistas que se fabrican pequeñas fresadoras para hacer trabajos de marquetería, pequeñas producciones en aluminio, grabadoras de placas de plástico, etc.
En el entorno industrial se han vuelto también bastante habituales en accionamientos de etiquetadoras, movimientos repetitivos de bajo coste, accionamiento de husillos, accionamientos de alto par y baja velocidad y un largo etc.
Pero ante las continuas dudas que nos manifiestan nuestros clientes, sobre todo los no profesionales de la electrónica o la automatización, queremos resumir los criterios más importantes a tener en cuenta a la hora de seleccionarlos y los parámetros más relevantes que deben cumplir los drivers que los accionarán.
1.- Los motores paso a paso se controlan por corriente, no por voltaje.
Lo que debe hacer cualquier controlador de motor paso a paso es garantizar que la corriente aplicada corresponde con la nominal proporcionada por el fabricante o inferior.
Por tanto no es importante si el driver se alimenta a 24/36/48/72 VDC sino si el control de la corriente será preciso y a ser posible que aplique corriente senoidales (micropasos).
En los datasheet de los fabricantes aparece un parámetro de voltaje de las bobinas pero suele ser parte de la definición de la resistencia, inductancia y corriente nominal. No define la tensión de trabajo del motor.
2.- Los motores paso a paso están pensados para trabajar con posiciones discretas (a pasos) y “bajas” velocidades.
Es decir, el motor podrá parar en posiciones estables (72/200/300/400 pasos) pero en general no está diseñado para girar a velocidades por encima de las 400/500 RPM.
Existen drivers de altas prestaciones que permiten movimientos a alta velocidad (incluso 2000 RPM) y que cierran el lazo de posición mediante encoder óptico o técnicas avanzadas de estimación de posición magnética pero su precio suele estar en la frontera con los servomotores tradicionales y se debe valorar con cuidado si son preferibles a estos.
En general para obtener mayores velocidades y mantener el par disponible los drivers deberán alimentarse a tensiones mayores, mejor 48VDC que 24VDC y mejor 72VDC que 48VDC.
3.- Posiciones de parada (pasos)
Aunque los drivers generen tensiones senoidales, las posiciones de parada es preferible que correspondan a los pasos discretos del diseño. De esta manera se evitan oscilaciones durante las paradas.
También hay que entender que el par aplicado a la carga tendrá ligeras oscilaciones producidas por la variación del campo magnético entre pasos consecutivos. Estas variaciones se denominan cogging y para aplicaciones de alta precisión, por ejemplo en macro-fotografía o interferometría deberán ser tenidas en cuenta.
4.- Par disponible
Es muy importante entender que el par disponible varía con la velocidad y por tanto debe comprobarse mediante la curva par/frecuencia que el motor podrá trabajar moviendo la carga aplicada.
En general es una buena práctica medir o conocer el par necesario para la aplicación deseada antes de elegir el motor.
En ocasiones es mejor probar varios motores de la misma familia para acabar escogiendo el de menor corriente nominal que cumpla las condiciones de velocidad del requerimiento.
5.- Conexionado
La gran mayoría de motores paso a paso son bipolares o trifásicos. Existen motores de 5 fases pero son residuales.
Entre los bipolares existen modelos que todavía conservan la conexión media en sus bobinas (unipolares) para accionamientos antiguos que eran muy simples pero también muy económicos.
También existen bipolares con cuatro bobinas que se pueden conectar en paralelo o serie para cambiar la respuesta en velocidad o par.
Consulte siempre el datasheet para determinar cuales son los colores de los hilos de cada extremo de la bobina y como conectarlos a los drivers.