Diferencias entre servomotores y motores paso a paso

Un servomotor es un motor convencional equipado con un sensor de control adicional que actúa como un dispositivo de retroalimentación. Un motor paso a paso es un motor sin escobillas que funciona en conjunto con un controlador integrado.

Servomotores

Como se mencionó, un servomotor es un motor estándar equipado con un sensor de control que sirve como mecanismo de retroalimentación. Durante el funcionamiento, el controlador mantiene el motor en la posición establecida. Este principio interconectado permite que el dispositivo alcance velocidades y precisión de hasta1 micra o menos.

Para bloquear el movimiento en una posición sin permitir el movimiento inverso, el controlador debe conmutar continuamente la corriente del motor en la dirección opuesta hasta que se reciba el siguiente comando. Este método elimina el salto de pasos porque el codificador monitorea constantemente la desviación del eje y corrige los errores invirtiendo la dirección del motor cada vez.

Desventajas de los servomotores:

• Reparaciones costosas

• Mayor costo

Motores paso a paso

Un motor paso a paso es un motor sin escobillas que funciona con un par de controladores integrados. Típicamente, los motores paso a paso tienen múltiples fases (bobinados) que son activadas alternativamente por el controlador. El motor gira aplicando pulsos cortos a uno de los bobinados del estator, lo que hace que el rotor magnético se mueva.

Los motores paso a paso son generalmente de menor potencia y no son adecuados para rotación a alta velocidad o continua.

Dependiendo del diseño del rotor, el paso físico del motor puede variar de 90 grados a 0.9 grados. Las técnicas de software pueden refinar aún más el ángulo, reduciendo el ruido del controlador y mejorando la precisión al aumentar los pasos por revolución. La precisión puede alcanzar 20 micras.

A pesar de su alta precisión, los motores paso a paso tienen un inconveniente importante: dado que no hay retroalimentación del controlador, omiten pasos bajo cargas más altas, y el controlador no puede rastrear el funcionamiento del motor sin un sensor de ángulo.

Desventajas de los motores paso a paso:

• Omisión de pasos bajo alta aceleración y cargas pesadas

• Difíciles de reparar

Un motor paso a paso equipado con codificador difiere de uno tradicional solo en su cableado de codificador de ángulo adicional. Esto resuelve el problema de la omisión de pasos, pero aumenta significativamente el costo. Además, se requiere un controlador especial con corrección de errores de paso.

A pesar de estos inconvenientes, los motores paso a paso se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales y domésticas a gran escala, tales como:

• Maquinaria de alta resistencia y alta precisión (metalurgia, corte por láser)

• Máquinas CNC ligeras (impresoras 3D domésticas, grabadoras)

• Robótica (robots con cinemática compleja)

• Juguetes (coches, aviones)

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las similitudes entre los motores paso a paso y los servomotores?
Los motores paso a paso se utilizan en impresoras 3D y otros dispositivos que requieren un control de movimiento preciso, mientras que los servomotores se utilizan donde se necesita un movimiento suave. Ambos utilizan electroimanes para generar movimiento.

¿Qué ventajas tienen los servomotores sobre los motores paso a paso?
Los servomotores pueden ofrecer alto par a altas velocidades. Son más fáciles de controlar y se pueden programar para tareas complejas, como mover un brazo robótico en el espacio 3D. Los controladores de servo también son más baratos que los controladores paso a paso y tienen menores requerimientos de energía, lo que los hace ideales para la robótica móvil en la fabricación de automóviles o la automatización de almacenes.

¿Por qué usar un motor paso a paso en lugar de un servomotor?
La principal diferencia es que los motores paso a paso son generalmente más baratos que los servomotores. También no requieren retroalimentación de carga para determinar la potencia necesaria para el eje del motor.

¿Cuál es más potente: paso a paso o servo?
Los motores paso a paso son menos potentes que los servomotores debido a su falta de versatilidad. Los servomotores pueden girar continuamente en cualquier dirección, mientras que los motores paso a paso solo se mueven en pasos discretos.

Los motores paso a paso tienen un diseño más complejo pero son más baratos de fabricar y operar. Los servomotores son más caros y requieren mayor potencia, pero ofrecen mejor precisión y control.