Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

9.6 Otros tipos de motores 439
Se puede construir un motor de histéresis muy pequeño con estator
de polos sombreados para crear un motor síncrono de baja potencia y
de autoarranque. En la figura 9-37 se muestra un motor de este tipo.
Por lo general se lo utiliza como el mecanismo accionador de los relojes
eléctricos. Por lo tanto, un reloj eléctrico está sincronizado con la
frecuencia de línea del sistema de potencia y el reloj resultante es tan
exacto (o inexacto) como la frecuencia del sistema de potencia al que
está unido.
ind
arran
Motores de avance paso a paso (motores a pasos)
n sinc
n m
Un motor de avance paso a paso es un tipo especial de motor síncrono
diseñado para girar a cierto número específico de grados por cada pulso
eléctrico que recibe su unidad de control. Los pasos típicos son de
7.5° o 15° por pulso. Estos motores se utilizan en muchos sistemas de
control, puesto que pueden controlar precisamente la posición de un
eje u otra pieza de la maquinaria.
En la figura 9-38 se puede observar un motor de avance paso
a paso simple y su unidad de control asociada. Para entender la
operación de los motores de avance paso a paso examínese la figura
9-39, que muestra un estator trifásico de dos polos con un rotor de
imán permanente. Si se aplica un voltaje de cd a la fase a del estator
y no se aplica ningún voltaje a las fases b y c, se inducirá un par en
el rotor que provocará su alineación con el campo magnético del
estator B S , como puede verse en la figura 9-39b).
Ahora suponga que se apaga la fase a y que se aplica un voltaje
negativo a la fase c. El nuevo campo magnético del estator rota 60°
con respecto al campo magnético previo y el rotor del motor lo
sigue. Si se continúa con este patrón, es posible construir una tabla
que indique la posición del rotor en función del voltaje que aplica
al estator del motor. Si el voltaje que produce la unidad de control
cambia con cada pulso de entrada en el orden que se ilustra en la
tabla 9-1, el motor de avance paso a paso avanzará 60° con cada
pulso de entrada.
Es muy fácil construir un motor de avance paso a paso con un
tamaño de paso más pequeño si se incrementa el número de polos
del motor. Con la ecuación (3-31) se puede saber que el número
de grados mecánicos correspondientes a cierto número de grados
eléctricos es
FIGURA 9-36
Característica par-velocidad de un motor.
FIGURA 9-37 Pequeño motor de histéresis con estator de
polos sombreados, adecuado para accionar un reloj eléctrico.
Nótense los polos sombreados del estator. (Stephen J. Chapman.)
2
m
P e (9-18)
Puesto que cada paso en la tabla 9-1 corresponde a 60 grados eléctricos, el número de grados eléctricos
avanzados por paso disminuye conforme aumenta el número de polos. Por ejemplo, si el
motor de avance paso a paso tiene ocho polos, el ángulo mecánico del eje del motor cambiará 15°
por paso.
La velocidad de un motor de avance paso a paso se puede relacionar con el número de pulsos
que entran en su unidad de control por unidad de tiempo mediante la ecuación (9-18), que define el
ángulo mecánico de un motor de avance paso a paso en función del ángulo eléctrico. Si se derivan
ambos lados de la ecuación con respecto al tiempo, se obtiene la relación entre las velocidades de
rotación eléctrica y mecánica del motor:
o
2
m
P e (9-19a)
2
n m
P n e
(9-19b)