Os motores de passo são dispositivos eletromecânicos que convertem pulsos elétricos em movimentos mecânicos que geram variações angulares discretas. O rotor ou eixo de um motor de passo é rotacionado em pequenos incrementos angulares, denominados “passos”, quando pulsos elétricos são aplicados em uma determinada sequência nos terminais deste.
Os Motores de Passo são muito utilizados em dispositivos computadorizados como drives, CD Rom, etc. Estes motores especiais que controlam os ângulos de giro de seus rotores. Em vez de girar continuamente, estes rotores giram em etapas discretas; os motores que fazem isso são denominados 'motores de passo'.
O rotor de um motor de passo é simplesmente um ímã permanente que é atraído, sequencialmente, pelos pólos de diversos eletroímãs estacionários, como se ilustra:
O rotor de um motor de passo é simplesmente um ímã permanente que é atraído, sequencialmente, pelos pólos de diversos eletroímãs estacionários, como se ilustra:
Num motor de passo, o rotor é atraído por um par de pólos do estator e a seguir, por outro. O rotor movimenta-se por etapas discretas, pausando em cada orientação, até que novo comando do computador ative um jogo diferente de eletroímãs.
Estes eletroímãs são ligados/ desligados seguindo impulsos cuidadosamente controlados de modo que os pólos magnéticos do rotor se movam de um eletroímã para outro devidamente habilitado.
A rotação destes motores é diretamente relacionada aos impulsos elétricos que são recebidos, e a sequência em que tais pulsos são aplicados reflete diretamente na direção em que o motor gira. A velocidade em que o rotor gira é fornecida pela frequência de pulsos recebidos, e o tamanho do ângulo rotacionado é diretamente relacionado com o número de pulsos aplicados.
Motores de Passo de Relutância Variável
O estator é formado por quatro polos (eletroímãs) usinados, de forma que as extremidades dos eletroímãs apresentem ranhuras, chamadas de dentes. O rotor é um círculo cuja circunferência é dentada como se fosse uma engrenagem. Cada dente do rotor corresponde a um polo saliente. O número de dentes do rotor determina o número de passos que devem ser executados para que o rotor execute um giro de 360 graus.
O controle de velocidade e do sentido de giro deste tipo de motor de passo depende unicamente da ordem de energização das bobinas e dos detalhes mecânicos do rotor.
Motores de Passo de Imã Permanente
O motor é muito parecido com o motor de relutância variável. A diferença é que o rotor do motor de passo de imã permanente é composto por ímãs, o que dá a esse motor uma característica muito importante.
Ele mantém sua última posição mesmo quando desenergizado. Ao energizar uma das fases, é criado um campo magnético. Assim, um torque é gerado pela atração do pólo gerado com o pólo oposto do imã permanente.
Este tipo de motor tem um ímã permanente em um eixo liso, gerando uma mecânica mais simples e barata. A vantagem desse tipo de motor é o fato dele ter um campo magnético permanente que se soma ao campo magnético das bobinas, dando uma potência, ou torque, maior na partida. A desvantagem desse tipo de motor é o fato deles terem um passo maior, com menor precisão. Quando um estator é ativado, o eixo se alinha com o campo magnético até o estator ser desligado e o estator seguinte ligado.
Motores de Passo Híbridos
O motor é mais caro do que o de ímã permanente, mas oferece melhor desempenho com respeito à resolução de passo, torque e velocidade. Ângulos de passos típicos de motores híbridos estão entre 3,6º a 0,9º (100-400 passos por volta). O motor híbrido combina as melhores características do motor de imã permanente e do motor de relutância variável. O rotor é multidentado como no motor de relutância variável e contém um ímã permanente ao redor de seu eixo. Os dentes do rotor fornecem um melhor caminho que ajuda a guiar o fluxo magnético para locais preferidos no GAP de ar.
Este tipo de motor mistura a mecânica mais sofisticada do motor de Relutância Variável com a potência do ímã permanente no eixo, dando um torque maior com maior precisão nos passos, que podem variar entre 3,6° e 0,9° graus, contra 7,5° a 15° graus para o de ímã permanente.
O eixo do motor é construído com dois grupos de dentes, um com o POLO SUL saliente e o outro com o POLO NORTE, de modo que os dentes fiquem alternados.
Semelhante aos tipos anteriores, as bobinas devem ser ligadas em sequência para o eixo poder girar.
Tipos de pólos de motores de passo
Geralmente têm duas fases e podem ser bipolar ou unipolar. Nos motores unipolares são usados dois enrolamentos por fase e costumam ter um contato em comum, resultando em cinco, seis ou oito conexões. Nos modelos onde a conexão comum dos dois pólos é separada, são seis conexões externas e nos modelos onde a conexão comum é soldada internamente, são cinco conexões externas. Os de oito conexões externas contêm a conexão em comum dos dois pólos separada e facilitam a ligação em série ou paralela das bobinas. Eles são chamados de unipolares e facilitam o projeto por não necessitar de ligação reversa nos pólos. Os modelos com cinco ou seis conexões têm as bobinas ligadas em série e necessitam da capacidade de reverter as ligações entre as bobinas.
Ligação reversa é um tipo de ligação muito comum entre motores onde os pólos A e B da bobinas podem ser ligados ao positivo e negativo respectivamente, ou invertida, negativo e positivo respectivamente.
Os Motor de Passo Bipolar usam uma ligação por pólo e necessitam que o circuito de controle possa reverter o sentido da corrente para acionar as bobinas de forma correta.
A diferença é apenas como os enrolamentos (estatores) do motor estão interligados entre si. O nome Unipolar (um polo) ou Bipolar (dois polos) vem do fato que nos unipolares a corrente circula pelas bobinas apenas em uma direção (ex. do fio comum para a phase A+ ou do comum para a phase B- e etc.). Já nos bipolares a corrente circula em ambas as direções em cada bobina, hora da Phase B+ para a B- hora da B- para a B+.
© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 21/06/2017.
A rotação destes motores é diretamente relacionada aos impulsos elétricos que são recebidos, e a sequência em que tais pulsos são aplicados reflete diretamente na direção em que o motor gira. A velocidade em que o rotor gira é fornecida pela frequência de pulsos recebidos, e o tamanho do ângulo rotacionado é diretamente relacionado com o número de pulsos aplicados.
Motores de Passo de Relutância Variável
O estator é formado por quatro polos (eletroímãs) usinados, de forma que as extremidades dos eletroímãs apresentem ranhuras, chamadas de dentes. O rotor é um círculo cuja circunferência é dentada como se fosse uma engrenagem. Cada dente do rotor corresponde a um polo saliente. O número de dentes do rotor determina o número de passos que devem ser executados para que o rotor execute um giro de 360 graus.
O controle de velocidade e do sentido de giro deste tipo de motor de passo depende unicamente da ordem de energização das bobinas e dos detalhes mecânicos do rotor.
Motores de Passo de Imã Permanente
O motor é muito parecido com o motor de relutância variável. A diferença é que o rotor do motor de passo de imã permanente é composto por ímãs, o que dá a esse motor uma característica muito importante.
Ele mantém sua última posição mesmo quando desenergizado. Ao energizar uma das fases, é criado um campo magnético. Assim, um torque é gerado pela atração do pólo gerado com o pólo oposto do imã permanente.Este tipo de motor tem um ímã permanente em um eixo liso, gerando uma mecânica mais simples e barata. A vantagem desse tipo de motor é o fato dele ter um campo magnético permanente que se soma ao campo magnético das bobinas, dando uma potência, ou torque, maior na partida. A desvantagem desse tipo de motor é o fato deles terem um passo maior, com menor precisão. Quando um estator é ativado, o eixo se alinha com o campo magnético até o estator ser desligado e o estator seguinte ligado.
Motores de Passo Híbridos
Este tipo de motor mistura a mecânica mais sofisticada do motor de Relutância Variável com a potência do ímã permanente no eixo, dando um torque maior com maior precisão nos passos, que podem variar entre 3,6° e 0,9° graus, contra 7,5° a 15° graus para o de ímã permanente.
Semelhante aos tipos anteriores, as bobinas devem ser ligadas em sequência para o eixo poder girar.
Tipos de pólos de motores de passo
Geralmente têm duas fases e podem ser bipolar ou unipolar. Nos motores unipolares são usados dois enrolamentos por fase e costumam ter um contato em comum, resultando em cinco, seis ou oito conexões. Nos modelos onde a conexão comum dos dois pólos é separada, são seis conexões externas e nos modelos onde a conexão comum é soldada internamente, são cinco conexões externas. Os de oito conexões externas contêm a conexão em comum dos dois pólos separada e facilitam a ligação em série ou paralela das bobinas. Eles são chamados de unipolares e facilitam o projeto por não necessitar de ligação reversa nos pólos. Os modelos com cinco ou seis conexões têm as bobinas ligadas em série e necessitam da capacidade de reverter as ligações entre as bobinas.
Os Motor de Passo Bipolar usam uma ligação por pólo e necessitam que o circuito de controle possa reverter o sentido da corrente para acionar as bobinas de forma correta.
A diferença é apenas como os enrolamentos (estatores) do motor estão interligados entre si. O nome Unipolar (um polo) ou Bipolar (dois polos) vem do fato que nos unipolares a corrente circula pelas bobinas apenas em uma direção (ex. do fio comum para a phase A+ ou do comum para a phase B- e etc.). Já nos bipolares a corrente circula em ambas as direções em cada bobina, hora da Phase B+ para a B- hora da B- para a B+.
© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 21/06/2017.
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