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Motor paso a paso

Vea cómo el rotor avanza un paso discreto por pulso, y qué ocurre cuando la frecuencia de pulsos supera el par disponible.
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Par disponible0,328 Nm
Corriente de fase0 A
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experimento operativo

Curvas de velocidad y corriente.

Observe la transición del motor desde el arranque hasta el estado estable a lo largo del tiempo.

00125325053758500100 s4 s8 s11 s15 sLas medidas aparecerán aquí cuando comiences el experimento.

¿Qué es un motor paso a paso?

Principio de funcionamiento

Un motor paso a paso divide una vuelta completa en un número fijo de pasos iguales y avanza exactamente un paso por cada pulso que le envía el driver. Un paso a paso híbrido combina un rotor dentado de imán permanente con un estátor dentado, lo que da un ángulo de paso habitual de 1,8 grados, es decir, 200 pasos por vuelta. Como cada pulso corresponde a un ángulo mecánico conocido, la posición se controla contando pulsos: no hacen falta encóder ni lazo de realimentación.

Par de mantenimiento y micropasos

Con los devanados alimentados pero sin pulsos, el motor mantiene activamente su posición; el par que puede resistir antes de saltar un diente es el par de mantenimiento, la cifra estrella de cualquier hoja de datos. Alimentar las dos fases con corrientes proporcionadas en lugar de todo o nada permite situar el rotor entre pasos completos. Este micropaso suaviza el movimiento y reduce la resonancia, aunque la precisión de cada micropaso es mucho peor que la de un paso completo.

Velocidad, drivers chopper y pasos perdidos

Lo que limita la velocidad de un paso a paso es la inductancia del devanado: cuanto más rápido se pulsa, menos tiempo tiene la corriente para establecerse, así que el par cae al subir la frecuencia de pasos. Los drivers chopper lo combaten alimentándose de una tensión muy superior a la nominal de fase mientras regulan la corriente por conmutación rápida, lo que eleva bastante la velocidad de codo. Si la carga exige más par del disponible a esa velocidad, el motor pierde pasos en silencio y, al ser un sistema en lazo abierto, el controlador nunca se entera.

Dónde se utiliza

Los motores paso a paso son el actuador estándar del posicionamiento en lazo abierto: impresoras 3D, máquinas CNC y cortadoras láser, escáneres e impresoras, monturas de cámaras y telescopios, bombas de jeringa y automatización de laboratorio. Son baratos, precisos y no requieren realimentación, pero consumen corriente plena incluso parados, son poco eficientes a alta velocidad y, si el riesgo de perder pasos es serio, el diseño se decanta por un servo en lazo cerrado.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calculan los pasos por vuelta y la velocidad de un motor paso a paso?
Los pasos por vuelta son 360° divididos por el ángulo de paso: un motor de 1,8° da 200 pasos completos por vuelta; los micropasos dividen cada paso, por ejemplo 3200 micropasos a 1/16. La velocidad en rpm es la frecuencia de pasos por 60 dividida entre los pasos por vuelta: 400 pasos por segundo en un motor de 1,8° dan 120 rpm.
¿Por qué un motor paso a paso pierde pasos?
Un motor paso a paso funciona en lazo abierto, así que el driver nunca sabe si el rotor ha seguido. Se pierden pasos cuando el par de carga supera el par disponible. El par cae al aumentar la velocidad porque la inductancia del devanado limita la rapidez con que sube la corriente, y la resonancia o una aceleración demasiado brusca lo empeoran. El simulador avisa de los pasos perdidos al subir la frecuencia de pasos o la carga.
¿Existe un simulador online gratuito de motor paso a paso?
Sí. El simulador de motor paso a paso de Curvo Studio funciona gratis en el navegador, sin instalación ni cuenta. Ajustas el ángulo de paso, la corriente, el par de mantenimiento, la tensión de alimentación, la frecuencia de pasos, la carga y el sentido, y ves en 3D el rotor de un paso a paso híbrido avanzar, con la velocidad, el par y avisos cuando empieza a perder pasos.
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