Motores de passo

Mais recentemente, o termo motor de passo era conhecido apenas por um círculo estreito de engenheiros elétricos. Agora, os motores de passo receberam o honroso direito de serem chamados apenas por suas "iniciais" - evidência em SD da ampla distribuição de máquinas elétricas desse tipo.

A imaginação involuntariamente solicita a imagem de uma máquina elétrica com degraus. Não, este não é um robô, embora um motor de passo possa controlar uma de suas juntas. O carro em si é muito simples. Um motor de passo pode ser representado na forma de vários eletroímãs com enrolamentos de pulso em uma parte fixa (estator) e uma armadura que, ao alternar os enrolamentos, gira ou se move progressivamente. Para entender como funciona um motor de passo, lembre-se do princípio de operação de outras máquinas elétricas, como a síncrona.

Existem dois ou três enrolamentos no estator. Eles fluem ao redor, alterando suavemente as correntes sinusoidais. Juntamente com a corrente, o campo eletromagnético pulsado por cada enrolamento pulsa. As correntes nos enrolamentos não aumentam e diminuem simultaneamente, mas com um atraso de tempo estritamente definido; os enrolamentos são deslocados um em relação ao outro e ocupam seções alternadamente uniformes da superfície cilíndrica.

Devido a isso, duas ou três ondas de campo pulsantes (de acordo com o número de enrolamentos) formam uma onda itinerante. Para cada ciclo de uma mudança completa na corrente nos enrolamentos, a onda resultante corre em torno de toda a superfície cilíndrica do orifício do estator ou parte dele. O campo gira uniformemente, carregando o rotor junto com ele. As correntes nos enrolamentos mudam continuamente, de modo que o campo no espaço de trabalho e o rotor giram continuamente. O movimento consiste em muitos deslocamentos infinitamente pequenos.

E se, em algum momento, você parar de mudar as correntes, congele-as no nível atingido, de qualquer maneira, que, como no cinema, mostra o mesmo quadro por algum tempo? Juntamente com as correntes nos enrolamentos, a onda do campo de deslocamento congela em alguma posição e, com ela, o rotor para. Vamos mudar o grupo de quadros e parar o último novamente, o rotor girará um certo ângulo e congelará novamente.

Repita isso novamente e novamente. O carro obedientemente andou em passos. Acabou sendo muito simples alterar as correntes nos enrolamentos com saltos grandes ou pequenos, congelando o processo em qualquer estrutura. É suficiente aplicar etapas de pulsos retangulares aos enrolamentos em vez de mudar continuamente as tensões. Cada impulso é um passo e pode ser apertado até o infinito, se desejado, ou seja, interrompa o processo e bloqueie o rotor. Enquanto os pulsos se alternam lentamente, o motor avança distintamente.

Nosso olho é capaz de distinguir várias dezenas de etapas por segundo. Mas os quadros brilhavam: cem, duzentos, mil, várias dezenas de milhares de passos por segundo. Não apenas nossos olhos, mas também instrumentos sensíveis não distinguem mais etapas, mas simplesmente vêem rotação.

O motor de passo funciona, como antes, embora oscilando um pouco, porque dá cada passo estritamente no momento da chegada do próximo comando, e esse momento pode não ser o mais conveniente. O automatismo interno dos movimentos é destruído e substituído pela obediência cega à equipe. Mas a qualquer momento, em qualquer etapa, podemos pedir: "Congelar!". O rotor irá girar e congelar exatamente na posição indicada.

Tente movê-lo à força de um lugar quando não houver equipe. Ele resistirá resolutamente e, se o motor for de construção decente, você não o levará com as próprias mãos. O campo eletromagnético não deseja se separar do rotor, em movimento ou em repouso. É isso que o mantém em seu abraço tenaz e o faz repetir todos os seus movimentos de passo.

Aliás, a “costura” de etapas individuais e, se você preferir, de ciclos elementares ou de movimento em uma sequência infinita, que percebemos como rotação contínua com pulsações de velocidade ligeiramente perceptíveis, ocorre em uma máquina de corrente contínua da mesma maneira que em um motor de combustão interna. Só aí, o papel de operadores incansáveis ​​não são escovas, mas velas elétricas.

As etapas de campo, como as chaves eletrônicas são abertas por comandos externos, proíbem o acesso de corrente aos enrolamentos. O motor de passo é alimentado por um cérebro eletrônico e suas capacidades se tornam excepcionais, às vezes imensamente.

Diagrama esquemático de um motor de passo monofásico com sistema magnético simétrico para relógios, contadores e dispositivos de automação industrial.

Motor deslizante CNC

A tecnologia moderna é impensável sem fresagem, torneamento, EDM e muitas outras máquinas controladas digitalmente. A maioria deles opera graças a motores de passo.

Os motores de passo instalados nos mecanismos de controle de laminadores, prensas e outras máquinas metalúrgicas tornaram-se um dos elementos mais comuns da automação, trabalham em relógios, temporizadores e contadores elétricos, em navios, aviões e satélites terrestres artificiais - sempre que necessário, rápido, preciso e confiável realização da vontade do homem.

Com a expansão das profissões de trabalho do motor de passo, surgiu uma direção desenvolvida independente - acionamento elétrico discreto com motores de passo. Suas origens eram cientistas e engenheiros do problemático laboratório de eletromecânica MPEI.

O motor de passo obteve a primeira vitória em 1957, quando a primeira fresadora soviética controlada digitalmente do mundo foi exibida na Exposição Mundial em Bruxelas, onde foram apresentadas várias estandes interessantes. Esta exposição recebeu a Grande Medalha de Ouro e abriu uma nova página em máquinas-ferramenta.

Boris Ivobotenko, Doutor em Ciências Técnicas