Elétrica

Como funciona um motor de passo na prática

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 29/08/2022
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Você sabe como funciona um motor de passo na prática?

Neste artigo, você vai entender para que serve e como funciona um motor de passo na prática.

Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo. Nele você vai aprender sobre:

E se você gostou do que vem por aí, então não deixe de compartilhar este artigo com seus amigos nas redes sociais, para que eles possam entender o funcionamento de um motor de passo.

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Como funciona um motor de passo

O motor de passo geralmente é projetado com um enrolamento de estator polifásico com uma alimentação externa.

E o número de pólos é determinado pelo passo angular desejado por pulsos de entrada.

Na imagem abaixo é possível visualizar os componentes para o funcionamento de um motor de passo comum.

Como funciona um motor de passo e seus componentes

Conforme os pulsos chegam na entrada do circuito de alimentação, eles oferecem correntes nos enrolamentos certos para fornecer o deslocamento desejado.

Esse deslocamento preciso do motor de passo é a sua principal característica que vamos explicar agora.

Funcionamento do motor de passo

É importante lembrar que o motor de passo possui uma parte estática (o estator) e uma parte móvel (o rotor).

Neste caso, o rotor é composto por duas engrenagens dentadas separadas por um imã, uma delas polarizada para o Norte e outra para o Sul.

Na imagem abaixo é possível visualizar um exemplo de como funciona o motor de passo com quatro bobinas para atrair o rotor, confira.

Como funciona um motor de passo com quatro bobinas

Neste caso, quando uma bobina é energizada, ela cria um campo magnético e um lado do imã é atraído para ela.

E se duas bobinas forem energizadas ao mesmo tempo, então o rotor fica na posição entre elas.

Funcionamento do motor de passo híbrido

É importante destacar que temos diferentes tipos de motores de passo com imã permanente, com relutância variável e o motor de passo híbrido.

No caso do motor de passo híbrido, podemos citar que em um motor de 1,8° de passo, por exemplo, um rotor conta com 50 dentes e o estator com 48 dentes.

Observe abaixo que quando uma das fases do estator do motor está energizada, esse polo assume a polarização Sul.

Como funciona um motor de passo híbrido

Em seguida, observe que com isso os dentes do rotor que estão polarizados para o Norte são atraídos.

Mas lembre-se que esta atração acontece através de pólos opostos, confira abaixo.

Por isso, o driver desempenha a função de comutação de fase, sendo que o tempo é controlado pelo sinal de pulso.

Mas antes de finalizar esse artigo, é importante destacar que as explicações acima são referentes ao funcionamento do motor de passo completo.

Mas como podemos fazer o motor funcionar em ½ passo, e em ¼ de passo, é o que vamos descobrir agora.

Como funciona um motor de passo completo e meio passo

Para entender como funciona um motor de passo completo e meio passo, é importante destacar que a energização de uma e somente uma bobina de cada vez produz um pequeno deslocamento no rotor.

Neste caso, este deslocamento ocorre simplesmente pelo fato de o rotor ser magneticamente ativo.

E a energização das bobinas criam um campo magnético intenso que atua no sentido de se alinhar com os dentes do rotor.

Assim, polarizando de forma adequada as bobinas, podemos movimentar o rotor entre as bobinas, como em meio passo ou half-step.

Ou de maneira alinhada com as mesmas, como é o caso do passo completo ou full-step.

Para facilitar o entendimento, confira nas imagens abaixo os movimentos executados no motor unipolar de passo inteiro e meio passo.

Motor unipolar de passo inteiro

Para utilização de um motor unipolar no modo de passo inteiro, basta o acionamento da bobina de forma individual.

Neste caso, observe na imagem abaixo que com a polarização da bobina do estator é gerado um campo magnético que alinha o rotor com polaridade contrária.

Como funciona um motor de passo unipolar de passo inteiro

Na imagem acima é possível visualizar que temos quatro passos de 90° graus para uma volta completa do rotor.

Mas então como funciona um motor passo unipolar de meio passo, é o que vamos entender agora.

Motor unipolar de meio passo

No caso do motor unipolar configurado como meio passo, é necessário acionar duas bobinas simultâneas.

Mas é importante destacar que no modelo unipolar utilizamos apenas uma polaridade.

Ou seja, será acionado uma bobina, depois duas para que o rotor fique entre bobinas.

E então acionamos a seguinte, como é feito de forma análoga ao de passo inteiro, confira abaixo.

Como funciona um motor de passo unipolar de meio passo

Observe na imagem acima, que a principal diferença neste caso, é que nós iremos intercalar o acionamento das bobinas com o de duas bobinas para gerar o meio passo.

Por isso, os passos serão dados ou considerados a cada movimentação em torno de 45° graus.

Mas é importante destacar que também temos o motor de passo bipolar de passo inteiro e de meio passo, confira abaixo

Motor bipolar de passo inteiro

Para o funcionamento do motor bipolar no modo de passo inteiro se faz necessário o acionamento das bobinas de ambas as polaridades

E isso acontece em razão disso os drivers recebem o nome de bipolares. 

Na imagem abaixo é possível visualizar o exemplo de funcionamento de um passo completo do motor bipolar.

Como funciona um motor de passo bipolar de passo inteiro

Na imagem acima é possível perceber como são acionadas todas as bobinas.

Então o rotor fica entre as bobinas de polaridade que o atraem, em quatro passos de 90° graus.

Mas então como vai funcionar o motor de passo bipolar de meio passo, é o que vamos explicar agora.

Motor bipolar de meio passo

No caso do motor bipolar de meio passo, a configuração de meio passo irá trabalhar com o acionamento intercalado de duas bobinas e em seguida de quatro bobinas.

Neste caso, quando há o acionamento de duas, o rotor fica alinhado com as bobinas.

E com o acionamento de quatro bobinas o rotor se posiciona entre as bobinas, confira na imagem abaixo.

Como funciona um motor de passo bipolar de meio passo

Mas então qual seria a vantagem de usar esse tipo de motor bipolar?

Neste caso, o fato de utilizar mais bobinas para acionamento, faz com que flua mais corrente pelo motor.

Na prática, isso irá gerar um campo magnético maior e consequentemente um maior torque.

Mas antes de terminar esse artigo sobre como funciona um motor de passo, confira esse exemplo do motor de passo Nema 23.

Tipo de motor de passo Nema 23

Na imagem abaixo é possível visualizar um exemplo de um tipo de motor de passo Nema 23, confira.

Como funciona um motor de passo Nema 23

Mas então para que serve esse tipo de motor de passo, é o que vamos entender agora.

Para que serve o motor de passo Nema 23

É importante destacar que existem vários modelos de motor de passo.

Mas neste exemplo acima, temos um motor de passo acima de 30Kgf.cm 3A.

E geralmente é recomendado para projetos de automação, CNC e impressoras 3D, e outros.

Mas então porque esse tipo de motor de passo é usado, é o que precisamos entender agora.

Porque usar o motor de passo Nema 23

Esse tipo de motor de passo Nema 23 oferece um bom custo benefício quando se necessita de movimentação com posicionamento preciso.

Além disso, ele possui alta qualidade, com vida útil mais prolongada, e também é considerado mais robusto e possui baixíssimo índice de manutenção.

E por último, ele também é otimizado para trabalhar com resoluções de micropasso que garantem uma precisão maior ao sistema de movimentação.

Mas antes de finalizar essa explicação sobre esse exemplo do motor de passo Nema 23, confira as características abaixo.

Características do motor de passo Nema 23

Confiras as especificações desse motor de passo Nema 23 abaixo.

É importante destacar que o exemplo de motor de passo acima é da marca Wotiom e possui um torque de 30 kgf.cm.

Além disso, ele trabalha com ângulo do Passo de 1.8º e classe de Isolação do tipo B, e também possui resistência de Isolação de 100Mohm.

Outro detalhe importante é que ele trabalha com 4 fios e possui a tensão por fase de 3,9V.

Além disso, a corrente por Fase é de 3A com resistência por Fase de 1,3 ohm ±10% e indutância por Fase: 6,5mH ±20%.

Na prática, esse motor de passo Nema 23 30Kgf.cm 3A está disponível no Mercado Livre por cerca de R$ 259,00.

Mas antes de finalizar este artigo que explica como funciona um motor de passo, confira as nossas recomendações abaixo.

Mais informações sobre o motor de passo

Nesse artigo acima nós explicamos como funciona um motor de passo na prática.

Mas é importante destacar que nós já fizemos um artigo completo que explica o que é o motor de passo, como ele funciona e quais são os tipos.

Por isso, se você tiver interesse, então você pode acessar o artigo acima para saber mais.