Los motores paso a paso desempeñan un papel importante en muchas aplicaciones de robótica, automatización y control de precisión. Son perfectos para tareas de posicionamiento, ya que pueden proporcionar movimientos precisos y repetibles. Sin embargo, al elegir un motor paso a paso, el tamaño es una consideración crucial. El par, la velocidad y el rendimiento general de un motor paso a paso se ven afectados por su tamaño. Esta guía completa explora los tamaños de los motores paso a paso, sus clasificaciones y cómo seleccionar el tamaño adecuado para diferentes aplicaciones.
Tamaños de los motores paso a paso
Los motores paso a paso vienen en diferentes tamaños, que se refieren a las dimensiones físicas del motor, principalmente el tamaño del bastidor y la longitud del cuerpo. Por lo general, el tamaño del bastidor se indica de acuerdo con las pautas de NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos). Estos tamaños estandarizados ayudan a garantizar que los motores de diferentes fabricantes se ajusten a ciertas especificaciones de montaje.
Tamaños de bastidor comunes de los motores paso a paso
| Tamaño NEMA | Dimensiones del marco (pulgadas) | Rango de par típico (oz-in) | Aplicaciones |
| NEMA 8 | 0.79 x 0.79 | 1–5 | Dispositivos en miniatura, robótica pequeña |
| NEMA 11 | 1.1 x 1.1 | 5–15 | Impresoras 3D, mecanismos compactos |
| NEMA 14 | 1.4 x 1.4 | 10–20 | Instrumentos médicos, automatización de trabajo liviano |
| NEMA 17 | 1.7 x 1.7 | 20–60 | Máquinas CNC, impresoras 3D, automatización de uso general |
| NEMA 23 | 2.3 x 2.3 | 100–200 | Máquinas industriales, robótica |
| NEMA 34 | 3.4 x 3.4 | 300–1000 | CNC de trabajo pesado, automatización industrial |
| NEMA 42 | 4.2 x 4.2 | 1000+ | Maquinaria a gran escala, sistemas transportadores |
Comprensión de las clasificaciones NEMA
El tamaño NEMA define las dimensiones de la placa frontal del motor en pulgadas. La placa frontal de un motor NEMA 17, por ejemplo, tiene 1,7 pulgadas de cada lado. Si bien el tamaño del marco proporciona una idea general de la huella del motor, la longitud del cuerpo, que varía dentro de cada tamaño de marco, determina la salida de torque y la potencia del motor.
¿Cómo afecta el tamaño del motor paso a paso al rendimiento?
El tamaño de un motor paso a paso afecta su torque, velocidad y capacidades de disipación de calor. A continuación, se muestra cómo los diferentes tamaños afectan el rendimiento:
Esfuerzo de torsión
Los motores paso a paso más grandes generalmente producen un mayor torque. Esto se debe a que tienen estatores y rotores más grandes, lo que permite una mayor fuerza magnética y una mayor cantidad de bobinados. La longitud del cuerpo también influye en el torque, ya que un motor más largo dentro del mismo tamaño de marco puede albergar más bobinados y producir un mayor flujo magnético.
Velocidad
El tamaño del motor también afecta las capacidades de velocidad. Los motores paso a paso más pequeños, como NEMA 8 o NEMA 11, son adecuados para aplicaciones que requieren movimientos rápidos y cortos. Sin embargo, es posible que no mantengan el torque a velocidades más altas. Los motores más grandes, como NEMA 23 o NEMA 34, pueden mantener un par mayor a velocidades más bajas, lo que es ideal para aplicaciones que requieren movimientos controlados de alta potencia.
Disipación de calor
Debido a su mayor área de superficie, los motores más grandes pueden dispersar el calor con mayor eficiencia. Esto les permite funcionar a niveles de corriente más altos sin sobrecalentarse, en comparación con los motores más pequeños que pueden requerir mecanismos de enfriamiento adicionales cuando funcionan a alta potencia.
Tamaños comunes de motores paso a paso y sus aplicaciones
NEMA 8 y NEMA 11
Estos motores pequeños se utilizan a menudo en dispositivos donde el espacio es limitado. Los motores paso a paso NEMA 8 se encuentran con frecuencia en dispositivos en miniatura e instrumentos de precisión, mientras que los motores NEMA 11 son comunes en sistemas compactos como pequeñas impresoras 3D y brazos robóticos livianos.
NEMA 14
Los motores NEMA 14 brindan una buena combinación de par adecuado y tamaño pequeño. Se utilizan comúnmente en tareas de automatización de trabajo liviano, pequeñas máquinas CNC y dispositivos médicos.
Cuadro comparativo de par y tamaño:
| Tamaño NEMA | Tamaño del marco (pulgadas) | Par (oz-in) | Aplicación |
| 8 | 0.79 x 0.79 | 1–5 | Microrrobótica |
| 11 | 1.1 x 1.1 | 5–15 | Impresoras 3D, robótica compacta |
| 14 | 1.4 x 1.4 | 10–20 | Instrumentos médicos |
NEMA 17
Los motores NEMA 17 se encuentran entre los motores paso a paso más utilizados, ya que logran un excelente equilibrio entre tamaño y potencia. Se utilizan comúnmente en impresoras 3D, robótica de uso general y máquinas CNC más pequeñas. Con un par que suele oscilar entre 20 y 60 oz-in, los motores NEMA 17 ofrecen suficiente potencia para una amplia variedad de tareas de precisión.
NEMA 23
Para aplicaciones industriales y semiprofesionales, los motores NEMA 23 proporcionan el par y la confiabilidad necesarios. Estos motores se encuentran a menudo en impresoras 3D industriales, máquinas CNC más grandes y sistemas de automatización. Tienen un rango de par de 100 a 200 oz-in, lo que los hace adecuados para tareas que requieren más fuerza y estabilidad.
Cuadro comparativo de rendimiento para NEMA 17 frente a NEMA 23:
| Aspecto | NEMA 17 | NEMA 23 |
| Dimensiones del marco | 1,7 x 1,7 pulgadas | 2,3 x 2,3 pulgadas |
| Par | 20–60 oz-in | 100–200 oz-in |
| Aplicaciones típicas | Impresoras 3D, CNC liviano | Industrial CNC, robótica |
NEMA 34 y NEMA 42
Para aplicaciones industriales de servicio pesado, se requieren motores más grandes, como NEMA 34 y NEMA 42. Estos motores proporcionan un par alto, que a menudo supera las 1000 oz-in. Son adecuados para aplicaciones como fresadoras CNC a gran escala, sistemas de transporte y otras tareas de automatización industrial.
Elección del tamaño correcto del motor paso a paso
Requisitos de la aplicación
La clave para seleccionar el tamaño adecuado del motor paso a paso radica en comprender los requisitos específicos de la aplicación. Estos son algunos factores a tener en cuenta:
- Par de carga: calcule cuánto par se requiere para transferir la carga de manera eficiente. Esto ayudará a seleccionar el tamaño de bastidor y la longitud del cuerpo correctos.
- Requisitos de velocidad: asegúrese de que el motor pueda proporcionar suficiente par a la velocidad de funcionamiento necesaria para la aplicación.
- Restricciones de espacio: si el espacio es limitado, elija un motor compacto como NEMA 8 o NEMA 11.
- Gestión térmica: considere la capacidad del motor para disipar el calor, especialmente para aplicaciones continuas o de alta potencia.
Ejemplos de escenarios de aplicación
| Aplicación | Tamaño de motor recomendado | Motivo |
| Extrusora de impresora 3D | NEMA 17 | Equilibrio entre par y tamaño compacto |
| Máquina CNC de escritorio | NEMA 23 | Mayor par para cortes de precisión |
| Sistema de cinta transportadora | NEMA 34 o NEMA 42 | Alto par para trabajos industriales de alta exigencia |
| Equipo médico | NEMA 14 | Tamaño compacto con suficiente par |
Conclusión
Seleccionar el tamaño correcto del motor paso a paso es crucial para optimizar el rendimiento, la eficiencia y la confiabilidad de un sistema de control de movimiento. Comprender los requisitos de la aplicación La comparación de tamaños de motor ayuda a los ingenieros a tomar decisiones informadas que se alinean con los requisitos específicos de sus aplicaciones. El tamaño de motor adecuado garantiza que el sistema pueda proporcionar el par y la velocidad necesarios, manteniendo la eficiencia energética y evitando el sobrecalentamiento. Desde el compacto NEMA 8 utilizado en microrrobótica hasta el robusto NEMA 42 adecuado para maquinaria industrial a gran escala, los tamaños de motor paso a paso ofrecen soluciones para una amplia gama de necesidades.
Además, asociarse con un fabricante de motores paso a paso de buena reputación puede agilizar aún más el proceso de selección. Un fabricante de confianza puede brindar orientación para seleccionar el mejor tamaño de motor para su aplicación, lo que garantiza que el motor no solo cumpla con las especificaciones mecánicas y eléctricas, sino que también se alinee con las demandas operativas. Comuníquese con Gian Transmission, le brindaremos una solución personalizada.