Motores paso a pasoson dispositivos de movemento discreto cunha vantaxe de baixo custo sobre os servomotores e son dispositivos que converten enerxía mecánica e eléctrica. Un motor que converte a enerxía mecánica en enerxía eléctrica chámase "xerador"; un motor que converte a enerxía eléctrica en enerxía mecánica chámase "motor". Os motores paso a paso e os servomotores son produtos de control de movemento que poden localizar con precisión o movemento dos equipos de automatización e a forma en que se moven, e utilízanse principalmente na fabricación de equipos de automatización.
Hai tres tipos de rotor de motor paso a paso: reactivo (tipo VR), imán permanente (tipo PM) e híbrido (tipo HB). 1) Reactivo (tipo VR): engrenaxe con dentes de rotor. 2) Imán permanente (tipo PM): rotor con imán permanente. 3) Híbrido (tipo HB): engrenaxe con imán permanente e dentes de rotor. Os motores paso a paso clasifícanse segundo os enrolamentos do estator: hai series bifásicas, trifásicas e penifásicas. Os motores con dous estatores convértense en motores bifásicos e os con cinco estatores denomínanse motores penifásicos. Cantas máis fases e batidos teña un motor paso a paso, máis preciso será.
Os motores HB poden lograr movementos incrementais pequenos moi precisos, mentres que os motores PM xeralmente non requiren unha alta precisión de control.Motores HBpode acadar requisitos de control de movemento lineal complexos e precisos. Os motores PM teñen un par e un volume relativamente pequenos, xeralmente non requiren unha alta precisión de control e son máis económicos en custo. Industrias: maquinaria téxtil, envasado de alimentos. En termos de proceso de produción e precisión de control do motor,Motores paso a paso HBson de gama máis alta que os motores paso a paso PM.
Os motores paso a paso e os servomotores son produtos de control de movemento, pero difiren no seu rendemento. Un motor paso a paso é un dispositivo de movemento discreto que recibe un comando e executa un paso. Os motores paso a paso converten o sinal de pulso de entrada nun desprazamento angular. Cando o controlador do motor paso a paso recibe un sinal de pulso, impulsa o motor paso a paso para que xire un ángulo fixo na dirección establecida. Un servomotor é un sistema servo no que os sinais eléctricos se converten en par e velocidade para impulsar un obxecto de control, que pode controlar a velocidade e a precisión da posición.
✓ Os motores paso a paso e os servomotores difiren bastante en termos de características de baixa frecuencia, características de frecuencia de momento e capacidade de sobrecarga.
Precisión do control: cantas máis fases e filas de motores paso a paso haxa, maior será a precisión; a precisión do control dos servomotores de CA está garantida polo codificador rotatorio na parte traseira do eixe do motor; cantas máis escalas haxa o codificador, maior será a precisión.
✓ Características de baixa frecuencia: os motores paso a paso son propensos ao fenómeno de vibración de baixa frecuencia a baixas velocidades. Este fenómeno de vibración de baixa frecuencia determinado polo principio de funcionamento dos motores paso a paso é prexudicial para o funcionamento normal da máquina e, en xeral, utilizan tecnoloxía de amortiguación para superar o fenómeno de vibración de baixa frecuencia. Os servosistemas de CA teñen función de supresión de resonancia, que pode cubrir a falta de rixidez da maquinaria. O funcionamento é moi suave e non se produce ningún fenómeno de vibración mesmo a baixas velocidades.
✓ Características de par-frecuencia: o par de saída dos motores paso a paso diminúe ao aumentar a velocidade, polo que a súa velocidade máxima de funcionamento é de 300-600 RPM; os servomotores poden xerar un par nominal ata a velocidade nominal (xeralmente de 2000-3000 RPM), e a velocidade superior á nominal é unha potencia de saída constante.
✓ Capacidade de sobrecarga: os motores paso a paso non teñen capacidade de sobrecarga; os servomotores teñen unha forte capacidade de sobrecarga.
✓ Rendemento de resposta: os motores paso a paso tardan entre 200 e 400 ms en acelerar desde o punto morto ata a velocidade de funcionamento (varios centos de revolucións por minuto); o servo de CA ten un mellor rendemento de aceleración e pódese usar en situacións de control que requiren un arranque/parada rápidos. O servo de CA Panasonic MASA de 400 W, por exemplo, acelera desde o punto morto ata a súa velocidade nominal de 3000 rpm en só uns milisegundos.
Rendemento operativo: os motores paso a paso están controlados en bucle aberto e son propensos a perdas de paso ou bloqueos cando a frecuencia de arranque é demasiado alta ou a carga é demasiado grande, e a sobrepasar cando a velocidade é demasiado alta ao parar; o servo de CA está controlado en bucle pechado e o controlador pode tomar mostras directamente do sinal de retroalimentación do codificador do motor, polo que xeralmente non hai perdas de paso nin sobrepasamento do motor paso a paso e o rendemento de control é máis fiable.
O servo de CA é mellor que o motor paso a paso en termos de rendemento, pero o motor paso a paso ten a vantaxe do seu baixo prezo. O servo de CA é superior aos motores paso a paso en termos de velocidade de resposta, capacidade de sobrecarga e rendemento de funcionamento, pero os motores paso a paso úsanse nalgúns escenarios menos esixentes debido á súa vantaxe de custo-rendemento. Co uso da tecnoloxía de bucle pechado, os motores paso a paso de bucle pechado poden proporcionar unha precisión e eficiencia excelentes, o que pode acadar parte do rendemento dos servomotores, pero tamén ten a vantaxe do seu baixo prezo.
Mira cara adiante e define áreas emerxentes. As aplicacións dos motores paso a paso experimentaron cambios estruturais, co mercado tradicional chegando á saturación e novas industrias xurdindo. Os motores de control e os produtos de sistemas de accionamento da empresa están profundamente establecidos en instrumentos médicos, robots de servizo, automatización industrial, información e comunicación, seguridade e outras industrias emerxentes, que representan unha parte relativamente grande do negocio global e están a medrar a un ritmo acelerado. A demanda de motores paso a paso está relacionada coa economía, a tecnoloxía, o nivel de automatización industrial e o nivel de desenvolvemento técnico dos propios motores paso a paso. O mercado alcanzou a saturación en industrias tradicionais como a automatización de oficinas, as cámaras dixitais e os electrodomésticos, mentres que seguen xurdindo novas industrias, como a impresión 3D, a xeración de enerxía solar, os equipos médicos e as aplicacións automotrices.
| Campos | Aplicacións específicas |
| Automatización de oficina | Impresoras, escáneres, fotocopiadoras, equipos multifunción, etc. |
| Iluminación de escenario | Control da dirección da luz, foco, cambio de cor, control puntual, efectos de iluminación, etc. |
| Banca | Caixeiros automáticos, impresión de billetes, produción de tarxetas bancarias, máquinas de contar diñeiro, etc. |
| Médico | escáner de TC, analizador hematológico, analizador bioquímico, etc. |
| Industrial | Maquinaria téxtil, maquinaria de envasado, robots, transportadores, liñas de montaxe, máquinas de colocación, etc. |
| Comunicación | Acondicionamento de sinais, posicionamento de antenas móbiles, etc. |
| Seguridade | Control de movemento para cámaras de vixilancia. |
| Automoción | Control de válvulas de aceite/gas, sistema de dirección lixeira. |
Industria emerxente 1: A impresión 3D continúa a facer avances na tecnoloxía de I+D e a ampliar os escenarios de aplicación nas fases posteriores, cun crecemento dos mercados nacionais e internacionais a unha taxa aproximada do 30 %. A impresión 3D baséase en modelos dixitais, apilando materiais capa por capa para crear obxectos físicos. O motor é un compoñente de potencia importante na impresora 3D, a precisión do motor afecta o efecto da impresión 3D, xeralmente a impresión 3D usa motores paso a paso. En 2019, a escala global da industria da impresión 3D foi de 12.000 millóns de dólares, un aumento do 30 % interanual.
Industria emerxente 2: Os robots móbiles están controlados por ordenador, con funcións como movemento, navegación automática, control multisensor, interacción de rede, etc. O uso máis importante na produción práctica é a manipulación, cun alto grao de non estandarización.
Os motores paso a paso úsanse no módulo de accionamento dos robots móbiles, e a estrutura principal de accionamento está montada a partir de motores de accionamento e engrenaxes de redución (caixas de cambios). Aínda que a industria nacional de robots industriais comezou tarde en comparación cos países estranxeiros, está por diante dos países estranxeiros no campo dos robots móbiles. Na actualidade, os compoñentes principais dos robots móbiles prodúcense principalmente no país, e as empresas nacionais alcanzaron basicamente os requisitos de precisión en todos os aspectos, e hai menos empresas estranxeiras competidoras.
O tamaño do mercado chinés de robots móbiles será de aproximadamente 6.200 millóns de dólares en 2019, un aumento do 45 % interanual. Lanzamento internacional de robots de limpeza profesionais cun aumento significativo da eficiencia da limpeza. O lanzamento do "segundo robot" en 2018 segue ao lanzamento do robot humanoide. O "segundo robot" é un robot aspirador comercial intelixente con múltiples sensores para detectar obstáculos, escaleiras e movemento humano. Pode funcionar durante tres horas cunha soa carga e pode limpar ata 1.500 metros cadrados. O "segundo robot" pode substituír a maior parte da carga de traballo diaria do persoal de limpeza e pode aumentar a frecuencia de aspiración e limpeza ademais do traballo de limpeza existente.
Industria emerxente 3: Coa introdución do 5G, o número de antenas para as estacións base de comunicación está a aumentar e o número de motores necesarios tamén está a aumentar. En xeral, requírense 3 antenas para as estacións base de comunicación ordinarias, de 4 a 6 antenas para as estacións base 4G e aumenta aínda máis o número de estacións base e antenas para as aplicacións 5G, xa que necesitan cubrir as aplicacións tradicionais de comunicación por teléfono móbil e comunicación IoT. Os produtos de motores de control con compoñentes de caixa de cambios están a converterse nun desenvolvemento personalizado principal para as plantas de antenas de estacións base. Úsase un motor de control con caixa de cambios para cada antena ESC.
O número de estacións base 4G aumentou en 1,72 millóns en 2019 e espérase que a construción de 5G abra un novo ciclo. En 2019, o número de estacións base de telefonía móbil na China alcanzou os 8,41 millóns, dos cales 5,44 millóns eran estacións base 4G, o que representa o 65 %. En 2019, o número de novas estacións base 4G aumentou en 1,72 millóns, a maior cantidade desde 2015, debido principalmente a 1) a expansión da rede para cubrir os puntos cegos nas zonas rurais. 2) A capacidade da rede central actualizarase para sentar as bases para a construción da rede 5G. A licenza comercial 5G da China emitirase en xuño de 2019 e, para maio de 2020, abriranse máis de 250 000 estacións base 5G en todo o país.
Industria emerxente 5: Os dispositivos médicos son un dos principais escenarios de aplicación dos motores paso a paso e un dos segmentos nos que Vic-Tech está profundamente involucrada. Desde o metal ata o plástico, os dispositivos médicos requiren un alto nivel de precisión na súa produción. Moitos fabricantes de dispositivos médicos usan servomotores para cumprir os requisitos de precisión, pero debido a que os motores paso a paso son máis económicos e pequenos que os servos, e a precisión pode cumprir algúns dispositivos médicos, os motores paso a paso úsanse na industria de fabricación de dispositivos médicos e mesmo substitúen algúns servomotores.
Data de publicación: 19 de maio de 2023