Todos os motores elétricos aquecem durante a operação, que é simplesmente um produto de passagem de corrente por uma bobina de fio. Os motores elétricos usam fios de cobre para formar bobinas que fazem parte do circuito eletromagnético necessário para produzir rotação. Embora o cobre seja um excelente condutor, ele tem uma resistência que lhe faz aquecer. A quantidade de corrente enviada ao motor junto com a resistência do enrolamento determina o quanto ele aquecerá. A natureza da operação do motor de passo requer que a corrente nominal total seja aplicada em todos os momentos, o que difere de um servomotor que fornece apenas a corrente necessária para produzir o movimento desejado.
Fontes de calor do motor de passo
Motores de passo são projetados para acomodar o calor gerado quando operados em sua potência nominal. Embora a maioria do calor gerado venha dos enrolamentos do motor, há outras fontes de calor gerado nos designs de motor de passo híbridos, como vibração e correntes parasitas. Como o motor é acionado por uma série de pulsos de onda quadrada repletos de diversas frequências harmônicas, o motor vibrará. Essa vibração não só contribui para o ruído audível, como para o calor adicional. As correntes parasitas são outra fonte de produção de calor. O aço laminado usado no estator do motor de passo pode gerar correntes de recirculação (correntes parasitas) que tendem a adicionar mais calor ao estator. Todo o calor que reside no estator do motor de passo é transmitido para a carcaça do motor e às placas de mancal, criando um motor definitivamente muito quente ao toque.
Como reduzir o calor do motor de passo
Embora seja natural que um motor de passo fique quente, existem maneiras de reduzir o calor. O método comum é usar um recurso de drive de passo chamado de redução de corrente ociosa que reduz a corrente aplicada ao motor a uma porcentagem definida quando o motor não está em movimento. Em muitos casos, o torque de retenção total do motor de passo não é necessário durante condições ociosas, assim, a corrente aplicada pode ser reduzida, o que, por sua vez, reduz o calor gerado pelo motor. Outros métodos mais sofisticados para reduzir o aquecimento são moldar a onda da corrente para minimizar harmônicos indesejados e suavizar os pulsos enviados ao motor ou usar um recurso de micropasso do drive. Métodos de dissipação de calor também podem remover o calor do motor para permitir que ele opere a uma temperatura menor.
Também é possível que um motor e drive de passo não sejam compatíveis, o que significa que a corrente do drive é mais alta que a corrente nominal do motor. A maioria dos drives de passo pode ajustar a configuração de saída de corrente usando dip switches no drive ou em seu software.
A Kollmorgen oferece ferramentas de desenvolvimento online que ajudam a calcular a temperatura esperada do motor para determinar se o motor e o drive estão otimizados para evitar o superaquecimento do motor com base nos requisitos da aplicação.
