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VECTOR

Electromecánica / Laboratorio de movimiento

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Modelo y fuentes ↗

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Lección de pasos causales

¿Por qué gira un motor paso a paso?

Cambia primero el campo del estátor, después observa cómo el par arrastra al rotor hacia el siguiente equilibrio.

1
Inicio: fase A excitada y alineada
El campo existe, pero los pares se equilibran. Permanecer excitado no significa girar.
2
Conmutar: observa cómo actúa primero el estátor
El eje se mantiene fijo un instante: la corriente conmuta y el polo del estátor cambia antes de que el rotor pueda moverse.
3
Liberar: el par gira el rotor
Observa las flechas tangenciales doradas. Su dirección y tamaño siguen el resultado calculado.
4
Alineado: el rotor se detiene en la siguiente posición
Este paso solo se mueve 1,8°. Únicamente otra conmutación desplaza el equilibrio.

—

Dirección del siguiente paso

Reconstruir hasta una etapa

Reintegra desde el inicio de la lección con el paso nativo de 100 µs. No es una reversión; se sustituyen los registros de esta ejecución.

—

Mecanismo causal · un compás cada vez

Primero el par, después el movimiento.

—

Acción tangencial equivalenteEsquema de flujo local N → SPosición de equilibrio del diente para la corriente actual—

¿Por qué gira? Mira la pendiente de la curva de energía.τ = −∂U / ∂θ

—

Construyendo el laboratorio del motor

Geometría sólida · devanados de cobre · solucionador de campo magnético

Ángulo del rotor y corriente de fase—

—°

Ángulo del rotor del solucionador · codificador simulado, no usado por el controlador

Ángulo ordenado—

Error de orden—

Corriente de fase A—

Corriente de fase B—

Par del motor—

—

Corrientes del devanado calculadas

Fase A——

Fase B——

————

Polo ampliado—

El color del estátor sigue la corriente real. El N/S del rotor procede del imán axial y no se invierte al conmutar.

Movimiento fijado por el par, no por un ángulo asignado

Par magnético neto sobre el eje—

Par de fase A / fase B—

Ángulo real del rotor θ—

Siguiente equilibrio θ*—

Recorrido en este paso—

Tiempo de reproducción / del modelo—

Comprobación de asentamiento—

¿De dónde viene el 1,8°?

Cada paquete del rotor tiene 50 dientes, así que el paso de diente es 360° ÷ 50 = 7,2°. Los cuatro pasos de dos fases mueven cada uno un cuarto de paso, así que un paso del motor es 1,8°. El paquete trasero está desfasado del delantero medio paso, 3,6°.

Inspector de componentes

Un híbrido, no un anillo de polos alternos

Cada diente del paquete delantero del rotor es norte; cada diente del paquete trasero es sur. Un único imán axial alimenta ambos paquetes, desfasados medio diente.

—

Se registra una muestra cada 5 ms de tiempo del modelo, a partir del mismo estado que impulsa el modelo 3D. Borrar elimina solo las muestras.

Ejecutar comprobaciones numéricas

Las comprobaciones deterministas se ejecutan sobre estados de simulación independientes; el motor en vivo no se reinicia. Validan la coherencia de la implementación, no la concordancia con un motor fabricado o una medición de campo calibrada.

—

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modelo contemporáneo · Electrónica

Motor Paso a Paso Híbrido VECTOR

Dos fases, cincuenta dientes y un imán axial: la corriente conmuta primero, y después el par lleva al rotor un paso de 1,8°.

Un motor paso a paso híbrido no salta a una posición ordenada. Su controlador cambia la corriente en dos devanados de fase, el campo del estátor desplaza el equilibrio del rotor, y después el par, la inercia y el amortiguamiento llevan al rotor hasta allí. Esta exhibición separa esa cadena causal: un bloqueo didáctico opcional retiene el eje mientras la corriente conmuta, y después lo libera para que el par integrado gire el rotor un paso de 1,8°.

El modelo es un motor de referencia educativo de 42 mm con ocho polos de estátor que llevan cinco dientes cada uno, dos paquetes de rotor de 50 dientes desfasados medio diente, y un anillo magnetizado axialmente. Un regulador de corriente limitado en tensión acciona cada fase resistiva-inductiva con un paso de integración fijo de 100 µs. La fuerza contraelectromotriz, el par de detención, el amortiguamiento viscoso y la carga deciden el ángulo real del eje; nunca se asigna a partir de la orden de paso, y el codificador mostrado no realimenta al controlador.

Las simplificaciones son deliberadas y están señaladas. El par procede de un modelo de coenergía dominado por el imán permanente en vez de una solución por elementos finitos; las trazas de campo son aproximaciones normalizadas de Biot-Savart y de dipolo; la vista ampliada de los dientes es un esquema con un entrehierro agrandado; y las ventanas de etapa de la lección son restricciones didácticas. Los parámetros son valores didácticos verosímiles, no una hoja de datos de fabricante.

Especificaciones

Construcción: Híbrido de dos fases: 8 polos de estátor, 2 paquetes de rotor de 50 dientes
Paso completo: 1,8°, un cuarto del paso de diente de 7,2°
Desfase del rotor: 3,6° entre los paquetes norte y sur
Solucionador: Paso fijo de 100 µs; dinámica del circuito y del rotor rígido en unidades SI
Modos de accionamiento: Onda, paso completo, medio paso y micropaso de 1/4 a 1/32
Simulado: Regulación de corriente, fuerza contraelectromotriz, par de detención, carga, bloqueo del eje y fases abiertas

Todas las exhibiciones

Primero el par, después el movimiento.

Motor paso a paso híbrido

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