Motor de Passo

• O que é?

Motores são definidos como atuadores, ou seja, eles convertem algum tipo de energia em energia mecânica. Nos atuadores o tipo de energia a ser convertida pode ser gerada por força de um  líquido (como nas usinas hidrelétricas) , do ar (usado em cilindros pneumáticos) ou da eletricidade (usada nos motores DC ou AC).

O princípio básico de funcionamento dos motores envolve o campo magnético gerado pela passagem de corrente elétrica em bobinas e a atração ou repulsão de um ímã a esse campo que faz o eixo girar. O nome do motor de passo  faz referência ao modo como esse giro se dá. Esse movimento é feito de modo discreto com um ângulo pré definido pelo hardware, que também define qual o tipo de motor de passo.

• Tipos de motores de passo

O motor de passo utiliza corrente contínua em seu funcionamento e é composto por grupos de espiras, chamados de fases, de acordo com a passagem de corrente nas fases o motor gira um passo. Em seu eixo o motor pode ter uma ímã permanente ou não de acordo com o tipo e pode haver dentes na bobina e no eixo também. Os tipos de motores são: ímã permanente, relutância variável e híbrido.

• Ímã permanente.

O motor de ímã permanente possui um ímã em seu eixo e de acordo com a passagem de corrente nas bobinas do estator o eixo gira para se alinhar o norte do ímã com o sul do campo e o sul do ímã com o norte do campo, essa rotação se dá a cada mudança de conjunto de bobinas energizadas e ela acontece em passos que são dados em ângulos.

• Relutância variável.

O motor de relutância variável possui um eixo feito de ferro que possui dentes. No estator também se encontra grupos de bobinas que de acordo com a passagem de corrente gera campos. Os números de dentes e de bobinas são diferentes e não alinhados. De acordo com o campo gerado o eixo gira para alinhar o dente mais próximo ao campo para que haja passagem de campo magnético pelo eixo, assim ao se mudar o grupo de bobina energizado o eixo gira novamente para um novo alinhamento. Esse giro é feito também em passos e o ângulo rodado é de acordo com o número de bobinas e de dentes, sendo que a fórmula para se achar o ângulo é:

                                                         ϴ = [ 360 x (Nd -Nb) ] / [ Nd x Nb ]

Onde Nd é o número de dentes no eixo e Nb o número de bobinas no estator.

• Híbrido.

O motor híbrido é uma mistura dos dois anteriores. Ele possui um eixo com dentes que são ímãs e no estator as bobinas também possui dentes. De acordo com a ativação de um grupo de bobina o eixo roda para que os dentes mais próximos se alinhem. Esse motor também possui o ângulo dos passos de acordo com o número de dentes do eixo e das bobinas.

• Quais suas desvantagens?

Uma das desvantagens do motor de passo em relação aos motores DC é que mesmo não trabalhando os motores consomem correntes, o que acaba fazendo esse componente consumir mais energia.

Um dos principais pontos negativos do motor de passo é a falta de feedback em relação a posição. Por mais que o motor ande em passos conhecidos não há um sensor que retorna a posição como o servo motor. Porém, é possível resolver isso no software contando os números de passos dados.

• Quais suas vantagens?

A principal vantagem desse motor é o fato dele girar em passos conhecidos, assim em um projeto como uma CNC que deve ter seu movimento com medidas precisas é possível movimentar a ferramenta uma distância requerida dando um número certo de passos. Além dessa precisão o fato dele andar em ângulos faz com que possa ter um controle da velocidade de rotação.

Outro ponto diferencial desse motor é que ele tem um torque maior que o motor DC em baixas velocidades o que possibilita mais a precisão do motor.

• Aplicações

• Câmeras digitais para as funções de foco e zoom.
• Impressoras e scanners.
• Controle da máquina de CNC.
• Controle de posição de telescópio.
• Aparelhos respiratórios.
• Em laboratórios químicos para misturas de substâncias.
• Em novos equipamentos de segurança.