Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
¿Qué motor debo utilizar? ¿Debería ser un motor paso a paso? ¿Un servomotor? ¿O un motor de corriente continua sin escobillas? Elegir el motor equivocado puede arruinar tu proyecto. Esta guía te lo pondrá fácil. Te contaré lo que he aprendido para ayudarte a elegir el motor adecuado para tu pequeña máquina. Esto te ahorrará tiempo y dinero. Este artículo es un camino sencillo para que tu proyecto funcione bien.
Empecemos por el motor paso a paso. A menudo utilizo un motor paso a paso para proyectos que necesitan un control fácil y exacto de su posición. Puedes pensar en un motor paso a paso como un motor que se mueve en pequeñas distancias establecidas. Cada distancia es un "paso". Un círculo completo se compone de muchos de estos pasos separados, tal vez 200 de ellos. Esta forma especial de moverse es ideal para muchos trabajos. Puedes decirle al motor que se mueva un determinado número de pasos. Entonces se moverá hasta el punto correcto y permanecerá allí.
Lo mejor de un sistema de motor paso a paso es su sencillez. No necesita un sensor sofisticado que le informe de su posición. Esto se conoce como un sistema de control de "bucle abierto". El controlador confía en que el motor hizo cada paso que se le dijo. Para un trabajo que necesita baja velocidad y buena potencia para mantener su lugar, un motor paso a paso es a menudo la mejor opción. El control es fácil, el controlador es sencillo y todo el sistema cuesta muy poco. Esto hace que el motor paso a paso sea una opción popular cuando se necesita hacer que una máquina se mueva por sí sola sin gastar mucho dinero. El diseño sencillo de un motor paso a paso hace que sea algo con lo que se puede contar.
Hablemos ahora del servomotor. Elijo un servomotor cuando mi proyecto necesita ser más rápido y más exacto de lo que puede ser un motor paso a paso. Un servo motor es parte de un sistema de "control de lazo cerrado". Esto significa que tiene un sensor que se llama codificador. Este codificador envía información al controlador todo el tiempo. Esta información, o realimentación, indica al controlador la posición exacta del motor, su velocidad y en qué dirección va. Si el motor no está en el lugar correcto, el controlador lo arreglará inmediatamente.
Este sistema de retroalimentación marca una gran diferencia en muchos diseños de máquinas. Un servomotor puede funcionar a una velocidad muy alta y no perderse. También puede dar mucha potencia de giro a cualquier velocidad, de lenta a rápida. Si su trabajo requiere movimientos rápidos y correctos, un servomotor es la elección correcta. Imagine un brazo robótico que tiene que moverse rápido y detenerse en un punto exacto. Un motor paso a paso puede saltarse un paso si el trabajo es demasiado duro, pero un servomotor se dará cuenta del error y lo corregirá. El sistema de control es un poco más complejo, pero funciona sorprendentemente bien.
El tercer motor de nuestra lista es el motor de corriente continua sin escobillas, también llamado motor BLDC. En mi opinión, un motor BLDC es un tipo de motor más nuevo que no desperdicia mucha energía. Un motor DC normal tiene pequeñas piezas de carbono que se llaman "escobillas". Estas escobillas se desgastan con el tiempo. Un motor de CC sin escobillas no tiene escobillas. Utiliza piezas electrónicas inteligentes para enviar la energía al lugar correcto del motor. Esto hace que el motor de corriente continua sin escobillas sea muy fiable y dure mucho tiempo. También puede funcionar silenciosamente durante muchos, muchos años.
Como no hay escobillas que se desgasten, un motor de corriente continua sin escobillas es ideal para trabajos que necesitan funcionar todo el tiempo sin parar. También aprovechan muy bien la energía. Esto significa que transforman más electricidad en movimiento y generan menos calor. Ser bueno con la energía es muy importante para los gadgets que puedes llevar que usan baterías. A menudo verás un motor de corriente continua sin escobillas en drones, patinetes eléctricos y ventiladores en ordenadores. El sistema de control utiliza sensores, como los de efecto Hall, para saber dónde está el rotor. Esto permite al controlador enviar potencia al motor de la forma correcta. Un sistema de motor BLDC puede proporcionar un movimiento muy suave y una gran velocidad.
La gente me pregunta a menudo por las grandes diferencias a la hora de elegir entre un stepper y un servo. Para que sea más fácil de ver, he hecho una tabla sencilla. Esta tabla muestra los puntos importantes de cada sistema de motor de lado a lado. La comprensión de estas diferencias es una parte importante de la elección del motor adecuado para su diseño.
| Característica | Sistema de motor paso a paso | Sistema de servomotor |
|---|---|---|
| Sistema de control | Control simple en bucle abierto. Sin sensor de realimentación. | Control en bucle cerrado. Necesita un codificador para la realimentación. |
| Velocidad | Mejor a baja velocidad. El par disminuye a alta velocidad. | Funciona muy bien en una amplia gama de velocidades. |
| Par de apriete | Alto par a baja velocidad y en parado. | Alto par en toda la gama de revoluciones. |
| Precisión de posición | Bueno, pero puede perder pasos si está sobrecargado. | Muy exacto y preciso. El sistema corrige los errores. |
| Coste | Bajo coste del motor y el controlador. | Mayor coste del motor, el codificador y el controlador. |
| Eficacia | Menor eficiencia. El motor utiliza toda la potencia incluso cuando no está en movimiento. | Alta eficiencia. Utiliza energía sólo cuando es necesario. |
| Ruido | Puede ser ruidoso y temblar, especialmente a baja velocidad. | Funciona de forma muy suave y silenciosa. |
Como puede ver, la elección depende de sus necesidades. Para un trabajo sencillo que no cueste mucho y en el que necesites mantener una posición, el motor paso a paso es una gran elección. Para un trabajo rápido, de alta velocidad que necesita un movimiento muy exacto, el servomotor es el claro ganador. El control necesario para un servomotor es más avanzado, pero ofrece resultados mucho mejores.
Elegir el motor adecuado puede parecer difícil, pero tengo algunos consejos que le ayudarán. Para empezar, debe plantearse algunas preguntas clave sobre su proyecto. Las respuestas le indicarán cuál es el mejor motor que puede utilizar. Primero debe pensar en lo que realmente necesita su proyecto. La mejor manera de tener éxito es encontrar un motor que se adapte perfectamente a su trabajo.
En primer lugar, piense en el movimiento. ¿Qué tipo de movimiento necesita? ¿Necesita un giro que no se detenga, como el de una rueda o un ventilador? Un motor de corriente continua sin escobillas es una buena opción. ¿Necesita moverse a un punto o ángulo exacto y permanecer allí, como un puntero en el dial de una máquina? Un motor paso a paso es perfecto para ello. ¿O necesita movimientos rápidos y complicados, como un robot que recoge y deposita objetos? En ese caso, lo mejor es un servomotor. El tipo de movimiento es un factor muy importante a la hora de elegir el motor adecuado.
A continuación, hay que tener en cuenta la velocidad y el par. ¿A qué velocidad debe moverse la máquina? ¿Cuánta potencia de giro, también llamada par, debe tener el motor? Haz una lista con estos datos. Si necesita un par elevado pero sólo a baja velocidad, un motor paso a paso es una buena opción que no cuesta mucho. Si necesitas un par elevado aunque vayas muy rápido, tendrás que buscar un servomotor. Un motor DC sin escobillas puede dar una buena mezcla de velocidad y par en un tamaño pequeño. Es importante no adivinar aquí. Un motor que no tiene suficiente par no funcionará para tu trabajo.
Cada tipo de motor necesita un sistema especial para controlarlo y comunicarse con él. Un motor paso a paso es el más sencillo. Necesita un controlador. El controlador recibe señales simples de paso y dirección de un controlador principal. A continuación, las transforma en la potencia eléctrica necesaria para que el motor se mueva un paso. La información sólo va en una dirección. El controlador le dice al motor lo que tiene que hacer, pero el motor no envía ninguna información de vuelta.
Un sistema de servomotor es un poco más inteligente. Necesita un controlador que pueda hacer más cosas. Este controlador recibe una orden para ir a un punto. A continuación, comprueba dónde se encuentra realmente el motor utilizando la información del codificador. A continuación, el controlador envía la potencia justa al motor para moverlo a la posición correcta. La comunicación es bidireccional. Esta comunicación de ida y vuelta es la razón por la que el servomotor es tan exacto. El sistema debe tener esta comunicación para funcionar.
Un motor de corriente continua sin escobillas también necesita un controlador inteligente. El controlador tiene que conocer la posición del rotor para enviar potencia a las bobinas en la secuencia correcta. Esto suele hacerse con sensores de efecto Hall que están dentro del motor. La comunicación entre el sensor y el controlador ayuda a que el motor gire con suavidad. Algunos sistemas de motor BLDC más recientes pueden funcionar sin sensor. Esto simplifica el diseño del motor. El accionamiento para este tipo de motor tiene que ser un buen socio para ese motor específico.
Cuando se construye un sistema, hay que pensar en cuánto costará todo junto. El precio del motor es sólo una parte del coste total. He visto a mucha gente elegir un motor paso a paso barato. Luego se dan cuenta de que montar todo el sistema acaba costando más. Hay que tener en cuenta todos los factores.
Un sistema completo de control del movimiento se compone de unas pocas piezas. Tienes el motor, un driver o controlador, una fuente de alimentación y los cables adecuados. En el caso de un servomotor, también se necesita el codificador. Cada pieza incrementa el precio. Un sistema de motor paso a paso suele ser la opción que menos cuesta al principio. El motor es barato y el controlador es sencillo. Pero si no es lo suficientemente potente o rápido, es posible que necesites un motor más grande o una caja de cambios. Esto añade más costes y hace que el sistema sea más grande.
Un sistema de servomotor cuesta más al principio. El motor con el codificador en su interior es más caro. El controlador puede hacer más, y también cuesta más. Sin embargo, podría ahorrarte dinero de diferentes maneras. Debido a que utiliza la energía tan bien, usted podría ser capaz de utilizar una fuente de alimentación más pequeña. Como funciona tan bien, podrías construir una máquina más rápida que haga más trabajo. El dispositivo de realimentación ya está integrado en el sistema. Al hacer una nueva máquina, usted debe mirar el coste total y ver lo bien que funciona para hacer la mejor elección. Grandes empresas como Anaheim Automation tienen un montón de diferentes opciones de motor y control para ayudar. La elección tiene que ser algo que usted puede permitirse.
Ver dónde se utiliza cada motor puede facilitar la elección. Permítanme compartir con ustedes algunos ejemplos cotidianos de mi propio trabajo. Te ayudarán a ver qué tipo de motor puede funcionar en tu proyecto.
Estos son algunos trabajos comunes para cada motor:
Has aprendido mucho. Ahora es el momento de elegir. Aquí tienes los últimos pasos que te sugiero para elegir el mejor motor. Este sencillo proceso le ayudará a hacer una buena elección. Puede seguir esta guía para su próximo proyecto de automatización.
En primer lugar, haga una lista de lo que debe hacer su proyecto. ¿Cuál es la parte más importante para su máquina? ¿Es de bajo coste? ¿Es alta velocidad? ¿Es un control muy exacto sobre su posición? ¿O es una larga vida útil y un buen uso de la energía? Sea sincero sobre lo que realmente necesita. Esta lista le servirá de guía. Por ejemplo, si ahorrar dinero es lo más importante para ti y la velocidad no, un motor paso a paso es probablemente tu mejor elección. Si ser exacto es lo más importante, debes mirar un servomotor.
En segundo lugar, calcula cuánto trabajo tiene que hacer el motor. Tienes que saber cuánta potencia de giro y velocidad necesitas. ¿Cuánto peso tiene que mover el motor? ¿A qué velocidad? ¿Cuánto tarda en alcanzar la velocidad de giro? Estas cifras son muy importantes. Muchas empresas que venden motores, como Anaheim Automation, tienen herramientas en sus sitios web para ayudarle a encontrar el tamaño correcto del motor. Este es un paso muy importante que hacer. Elegir un motor que es demasiado pequeño hará que su proyecto no funcione. Elegir uno que es demasiado grande costará más y ocupará más espacio.
Por último, piensa en las piezas que controlan el motor y en lo que sabes hacer. ¿Te parece bien utilizar un sistema de control sencillo? ¿O puedes gestionar los ajustes de un sistema de control de bucle cerrado para un servomotor? El driver y el controlador son tan importantes como el motor. Asegúrate de elegir un sistema completo en el que cada pieza funcione bien con las demás. Una buena empresa puede venderle un motor y un controlador que funcionen juntos. Esto hace que sea mucho más fácil poner todo junto.
Según mi experiencia, no existe un motor que sea "el mejor" para todas las máquinas pequeñas. El mejor motor es el que se adapta perfectamente a su trabajo especial. El motor paso a paso, el servomotor y el motor de corriente continua sin escobillas son herramientas maravillosas. Cada uno tiene sus propias ventajas. Tu trabajo como diseñador o ingeniero es entender estas ventajas y relacionarlas con lo que quieres que haga tu proyecto.
Espero que esta guía te haya ayudado a comprender las principales diferencias. Recuerde que debe pensar en todo el sistema. El motor es sólo una parte del conjunto. El controlador, el driver y la fuente de alimentación también son importantes. Si piensa detenidamente en lo que necesita en cuanto a velocidad, par, control de posición y coste, podrá estar seguro de su elección. El motor adecuado te ayudará a construir una máquina mejor con la que podrás contar más. Utiliza lo que has aprendido aquí para tu próximo proyecto, y estarás en camino de hacer grandes proyectos que funcionan por sí mismos.
Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
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