¿Cómo conecto un motor paso a paso de 6 hilos con mi controlador de motor de pasos?

Actualizado el Jan 7, 2020

Reportado en

Hardware

  • Academic Motion Control

Detalles del problema

Tengo un motor paso a paso de terceros, unipolar de 6 hilos y me gustaría conectarlo a un motor de pasos de National Instruments. Sin embargo, todos los controladores (del inglés drivers) de motores paso a paso actualmente distribuidos por National Instruments están diseñados para operación bipolar. ¿Es posible conectar un motor paso a paso de 6 hilos a una unidad paso a paso de National Instruments?

Solución

Aunque todas las unidades de motores de pasos distribuidas actualmente por National Instruments están diseñadas para motores bipolares , muchos motores de pasos de 6 hilos pueden funcionar en modo unipolar o bipolar . Es importante verificar con el fabricante si el motor es capaz de operar de forma bipolar. Ésto generalmente se especifíca en la documentación del motor.
Los motores unipolares suelen tener dos bobinas por fase, una para cada dirección del campo magnético. Los motores bipolares suelen tener una bobina por fase y la corriente fluye en ambas direcciones a través de esta bobina. Por lo tanto, de dos motores de tamaño idéntico, el motor bipolar podrá producir el doble par de torsión, ya que en un momento dado, el motor unipolar solo utiliza la mitad de sus devanados. En la Figura 1 se muestra un diagrama típico de conexión del motor paso a paso de 6 cables.

Figura 1: Full Coil Unipolar

Configuración unipolar

Los motores de 6 hilos tienen tres hilos por fase. Como se muestra en la Figura 1, dos conductores de cable se conectan a cada extremo de una fase con un tercer cable conectado al punto central entre las bobinas. Este tercer cable se conoce comúnmente como la toma central de la fase. Para conectar el motor para operación unipolar, los seis cables están configurados esencialmente como un puente en H.

Configuración bipolar de bobina completa

Hay dos métodos para conectar un motor de 6 hilos para operación bipolar. El primer método consiste simplemente en dejar los cables de la toma central desconectados y conectar el motor como lo haría con un motor paso a paso bipolar de 4 hilos normal. Este tipo de configuración se muestra en la Figura 2 y algunas veces se conoce como configuración de bobina completa, ya que el variador energizará la bobina completa de cada fase.

Figura 2: Bobina completa bipolar

Configuración bipolar de media bobina

También es posible conectar un motor de 6 hilos en una configuración bipolar que solo utiliza la mitad de las bobinas del motor. Una configuración de bobina completa presenta una carga inductiva para el motor impulsor cuatro veces mayor que la inductancia presentada por la disposición de media bobina, lo que permite que el motor funcione a velocidades mucho más altas.

Nota: Debido a que solo se utiliza la mitad de las bobinas del motor, el par de alta velocidad del motor se reduce sustancialmente. Se requerirá un voltaje adicional para alcanzar los valores de par nominales del motor, lo que podría poner en riesgo el daño del motor por sobrecalentamiento. Siempre se debe consultar al fabricante del motor para obtener asesoramiento sobre el uso de una configuración de media bobina si no hay una guía disponible en el manual .
Se puede conectar un motor de 6 hilos en esta configuración conectando solo un lado de cada fase junto con los cables de toma central asociados, como se muestra en la Figura 3.

Figura 3: Half Coil Bipolar
Nota: Algunos motores unipolares tienen ambas tomas centrales conectadas entre sí y, por lo tanto, tienen 5 cables para la conexión. Estos motores paso a paso de 5 hilos no son compatibles con los controladores de motores paso a paso bipolares.