1. Causa del calentamiento del motor
Es normal que cualquier motor se caliente durante su funcionamiento, y los motores paso a paso no son una excepción.
Un motor paso a paso está compuesto por un núcleo de hierro y bobinas de devanado. Las bobinas de devanado tienen una resistencia eléctrica inherente, y la corriente que fluye a través del motor provoca pérdidas de potencia. Esta pérdida es proporcional a la resistencia y al cuadrado de la corriente (pérdida I²R), comúnmente conocida como pérdida en el cobre. Además, el núcleo de hierro experimenta pérdidas por histéresis y pérdidas por corrientes parásitas en el campo magnético alterno. Estas pérdidas dependen del material del núcleo, la corriente, la frecuencia y el voltaje, y se denominan colectivamente pérdidas en el hierro. Tanto las pérdidas en el cobre como las pérdidas en el hierro se disipan en forma de calor, lo que reduce la eficiencia del motor.
Los motores paso a paso están diseñados para ofrecer una alta precisión de posicionamiento y un par de salida elevado, lo que inherentemente resulta en una menor eficiencia y corrientes de funcionamiento más altas. Además, la forma de onda de la corriente contiene componentes armónicos significativos, y la frecuencia de la corriente varía con la velocidad. Como resultado, los motores paso a paso generalmente funcionan a temperaturas más altas que otros tipos de motores.
2. Temperatura máxima admisible
El incremento de temperatura admisible de un motor depende principalmente de su clase de aislamiento interno. El aislamiento interno solo se verá comprometido a temperaturas excesivamente altas (por encima de 130 °C). Por lo tanto, siempre que la temperatura interna se mantenga por debajo de 130 °C y la temperatura superficial permanezca por debajo de 90 °C, el motor no sufrirá daños.
Una temperatura superficial de 70–80 °C se considera normal para un motor paso a paso y puede medirse mediante un termómetro infrarrojo. Este nivel de calentamiento no afectará a la vida útil del motor.
3. Soluciones al sobrecalentamiento del motor
3.1 Verificar la configuración de corriente del controlador
Compruebe si la configuración de corriente del controlador es adecuada. Si la corriente está configurada demasiado alta, redúzcala al valor mínimo que siga cumpliendo sus requisitos de par. Además, active la función de retención a media corriente (retención con corriente reducida) del controlador para disminuir la corriente cuando el motor esté en reposo.
3.2 Comprobar la carga y la temperatura del controlador
Inspeccione el controlador en busca de signos de sobrecarga o sobrecalentamiento. Si es necesario, mejore la disipación de calor añadiendo un disipador o un ventilador de refrigeración, o actualice a un controlador con una potencia nominal superior.
3.3 Reducir el tiempo de funcionamiento continuo
Si el motor paso a paso ha estado funcionando de forma continua durante un período prolongado, considere introducir intervalos de descanso o añadir refrigeración forzada con un ventilador para reducir la acumulación de calor.
3.4 Supervisar la temperatura ambiente
Compruebe si la temperatura ambiente alrededor del motor es excesivamente alta. Si es así, mejore la ventilación en el recinto o reduzca la temperatura de trabajo del entorno.
3.5 Inspeccionar los cables de alimentación y las conexiones
Inspeccione los cables de alimentación y todas las conexiones de cableado en busca de contactos flojos, cables dañados o conductores de sección insuficiente. Una resistencia excesiva en los cables puede provocar caídas de tensión y generación adicional de calor en los puntos de conexión, lo que puede contribuir al sobrecalentamiento general del sistema.