Motor de passo unipolar ou bipolar: entenda como funcionam e quais as diferenças
O motor de passo é um tipo especial de motor elétrico de estrutura simples e baixo custo, amplamente utilizado na automação industrial, em projetos que envolvem posicionamento preciso, arranque e paragem rápidos, controle de movimento, entre outras necessidades.
Ao escolher um motor, devemos levar em consideração as características da aplicação e os resultados esperados, para encontrar o melhor modelo.
Afinal, existem várias opções no mercado, o que pode confundir bastante o consumidor: motor de passo unipolar e motor de passo bipolar são alguns dos produtos disponíveis no mercado.
Para tirar suas principais dúvidas sobre esse valente motor e as principais formas como ele se apresenta, com relação à sua ligação, preparamos este conteúdo. Aproveite!
O que é um motor de passo unipolar e bipolar?
Uma das classificações possíveis para o motor de passo é feita com base no método de construção do seu enrolamento em modelos bifásicos (com duas fases de alimentação).
Em outras palavras, os motores de passo podem ser especificados, eletricamente, pelo seu número de pólos, ou pelas suas formas de fornecer corrente à bobina. Vejamos as mais comuns:
Motor de passo unipolar
O motor unipolar atua com uma polaridade de corrente (tensão) e tem menos binário do que um motor bipolar, ou seja, é menos eficiente.
Ele usa dois enrolamentos por fase e, geralmente, tem um contato em comum, proporcionando cinco, seis ou oito conexões (ou fios). O fio central permite o controle da direção da corrente, porém, somente com o uso da metade da bobina.
Os modelos com oito conexões externas apresentam a conexão em comum dos dois pólos separada, o que torna propícia a ligação paralela ou em série das bobinas.
Motor de passo bipolar
Neste tipo de acionamento, a corrente e o campo estão em dois sentidos ou em duas direções, ou seja, a corrente elétrica circula na direção inversa a cada dois passos para permitir o movimento contínuo do rotor.
É um motor mais fácil de ser produzido, pois cada bobina é composta por apenas dois fios, sem as derivações centrais encontradas no motor de passo unipolar.
Por causa dessa ausência, é necessária uma ponte H para o controle de direção, o que aumenta a complexidade do circuito de acionamento – o que não reduz a preferência por esse produto no mercado, pois ele tem um torque maior do que o modelo unipolar.
Diferenças entre o motor de passo unipolar e bipolar
A principal diferença entre o motor de passo unipolar e bipolar é a maneira como os enrolamentos internos do estator estão interconectados.
Os motores de passo unipolares atuam com apenas uma polaridade de corrente (tensão) e exigem duas bobinas por fase, no mínimo. Já os bipolares funcionam com duas polaridades, ou seja, é variável a sua direção do fluxo de corrente na bobina, necessitando de uma bobina por fase, no mínimo.
Como funcionam os motores de passo unipolar e bipolar?
A ligação unipolar é considerada descomplicada e simples e pode ser feita com o motor de 6 ou 8 fios. Para fazer esse tipo de acionamento, é necessário um circuito de controle básico semelhante ao de um motor de relutância variável.
Para cada transistor MOSFET, são usados diodos extras, pois a bobina tem derivação central em motores de passo unipolares. Quando é aterrada uma extremidade da bobina, a outra fica em tensão alta, e vice-versa, com os diodos atuando na prevenção de queda da tensão através do MOSFETS.
A ligação bipolar funciona com um circuito baseado na ponte H, que pode ser configurada para possibilitar o fluxo de corrente na bobina em uma outra direção. Vale ressaltar que os transistores de um mesmo lado da ponte nunca devem ser ligados simultaneamente, pois isso provocará um curto-circuito.
Motor de passo unipolar e bipolar: quando cada um é indicado?
O motor de passo é conhecido pela sua versatilidade, sendo a solução para diferentes projetos, incluindo os de automação industrial. Tanto o modelo unipolar quanto o bipolar podem ser utilizados quando se deseja movimentação precisa.
Entretanto, a depender das características da aplicação, um produto pode ser mais vantajoso do que o outro. Os drivers unipolares, por exemplo, não têm boa performance e apresentam torque 30% menor do que quando se prefere o driver bipolar.
Ainda assim, são indicados para projetos mais simples e econômicos, que priorizem apenas deslocamentos precisos e não uma performance com torque e velocidade excepcionais.
Os modelos bipolares têm rendimento maior e são uma boa escolha para projetos de alta velocidade e alta potência. São também ideais para alta resolução e ausência de ressonâncias.
Exemplos de aplicações do motor de passo unipolar
Projetos que envolvem ou necessitam de:
- baixas e médias velocidades;
- baixas potências;
- baixo consumo de energia.
Exemplos de aplicações do motor de passo bipolar
Projetos que envolvem ou necessitam de:
- altas velocidades;
- altas potências;
- altas resoluções;
- movimentação precisa e potente;
- ausência de ressonâncias; etc.
Por que utilizar motores de passo?
Os motores de passo oferecem inúmeras vantagens em comparação a outros tipos de motores, como os motores de corrente contínua (DC) e os motores de corrente alternada (AC). Eles podem ser adaptados para diversos projetos, com integração de fusos, redutores, proteções IP65, IP67 e eixos especiais.
O produto é muito procurado devido à sua baixa manutenção, alta confiabilidade e ótima repetibilidade. Sua resposta aos pulsos de entrada digital fornece controle de malha aberta, assegurando um controle simplificado.
Conheça outros de seus pontos positivos:
Desempenho
O equipamento tem uma resposta rápida, principalmente quanto à aceleração e à desaceleração. Ou seja, a necessidade de mudança de posicionamento ou de ritmo não é um problema, pois ele é capaz de “absorver” corretamente.
E, como a resposta não demora a acontecer, é possível ativar os recursos, segundo cada exigência. Assim, cada comando irá gerar o resultado desejado, em cada ponto específico.
Custo-benefício
Devido à sua alta performance, alto torque, robustez, tamanho, durabilidade e eficiência, o motor de passo é muito popular e considerado uma opção de excelente custo-benefício para aplicações diversas que requerem movimentação com posicionamento preciso.
Precisão
Os motores de passo permitem um controle preciso devido ao seu movimento em pequenos passos.
Assim, tornam-se soluções ideais para aplicações que têm essa exigência, como robótica, máquinas CNC, impressão 3D, câmeras, máquinas ATM, máquinas de gravação, equipamentos médicos, scanners, mesas rotativas, esteiras transportadoras, máquinas de serigrafia, controle de válvulas, atuadores lineares e até automóveis.
Facilidade de uso
Esse tipo especial de motor é descomplicado e não requer conhecimento avançado em eletrônica. É projetado para ser controlado digitalmente, o que significa que pode ser programado facilmente, para várias tarefas.
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Já são mais de 300.000 motores de passo vendidos, para aplicação em equipamentos médicos, máquinas CNC Router, impressoras 3D, etiquetadoras, dosadoras, etc.
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Conclusão
Um dos principais equipamentos de automação industrial, o motor de passo reúne características vantajosas para quem deseja um produto com bom custo-benefício.
Porém, ao pesquisar sobre o produto, surgem dúvidas, pois existem várias opções disponíveis, com variação de tamanho, resolução, tipo de ligação – sendo o motor de passo unipolar e o motor de passo bipolar os mais conhecidos, nesse quesito.
No decorrer do texto, vimos que os modelos bipolares apresentam vantagens mais relevantes, tendo a preferência do público em geral.
Esperamos que você tenha sucesso no seu projeto com motor de passo e te convidamos a continuar navegando pelo nosso blog para ampliar seu conhecimento sobre automação. Visite também o nosso site e conheça os melhores motores de passo do mercado. Até mais!