El servomotor Omron es un elemento de control de lazo abierto que convierte señales de pulsos eléctricos en desplazamiento angular o lineal. Sin sobrecarga, la velocidad y la posición de parada del motor dependen únicamente de la frecuencia y el número de pulsos de la señal de pulso, y no se ven afectadas por los cambios de carga. Es decir, al añadir una señal de pulso al motor, este gira un ángulo de paso. Esta relación lineal, sumada a las características de los motores paso a paso, que solo presentan errores periódicos, pero no acumulativos, simplifica enormemente su uso para controlar la velocidad, la posición y otros campos de control.

Dado que el principio de funcionamiento del motor paso a paso reactivo es relativamente simple, a continuación se describe el principio del motor paso a paso reactivo trifásico.

Principio del motor paso a paso reactivo trifásico

1. Estructura:

El rotor del motor está distribuido uniformemente con numerosos dientes pequeños. Los dientes del estator tienen tres devanados de excitación, y sus ejes geométricos están alternados con los ejes de los dientes del rotor. 0, 1/3, 2/3 (la distancia entre los ejes de dos dientes adyacentes del rotor es el paso de diente, expresado en て), es decir, A está alineado con el diente 1, B está alternado 1/3 a la derecha con el diente 2, C está alternado 2/3 a la derecha con el diente 3, y A' está alineado con el diente 5 (A' es A y el diente 5 es el diente 1). El siguiente es el diagrama de expansión del estator y el rotor:

2. Rotación:

Si la fase A está energizada y las fases B y C no lo están, el diente 1 se alinea con la fase A debido al efecto del campo magnético (lo mismo se aplica a continuación cuando el rotor no está sometido a ninguna fuerza). Si la fase B está energizada y las fases A y C no lo están, el diente 2 debe estar alineado con la fase B. En este momento, el rotor se mueve 1/3 a la derecha, y el diente 3 está desplazado de la fase C por 1/3, y el diente 4 está desplazado de la fase A por (-1/3) = 2/3. Si la fase C está energizada y las fases A y B no lo están, el diente 3 debe estar alineado con la fase C. En este momento, el rotor se mueve 1/3 a la derecha nuevamente, y el diente 4 está desplazado de la fase A por 1/3. Si la fase A está alimentada, y las fases B y C no lo están, el diente 4 se alinea con la fase A y el rotor se mueve 1/3 a la derecha. Tras activar las fases A, B, C y A, el diente 4 (el diente anterior al 1) pasa a la fase A y el rotor del motor gira un paso a la derecha. Si se pulsa A, B, C, A... para encender, el motor girará a la derecha 1/3 por paso (por pulso). Si se pulsa A, C, B, A... para encender, el motor invertirá el sentido de giro.

Se puede observar que la posición y la velocidad del motor se corresponden directamente con el número de impulsos y la frecuencia. La dirección está determinada por la secuencia de conducción. Sin embargo, para mejorar el par, la estabilidad, el ruido y la reducción del ángulo, se suele utilizar el estado de conducción A-AB-B-BC-C-CA-A, que cambia el paso original de 1/3 a 1/6. Incluso con diferentes combinaciones de corrientes bifásicas, se puede cambiar un paso de 1/3 a 1/12 o 1/24. Esta es la base teórica del accionamiento por subdivisión del motor.

No es difícil inferir que el estator del motor cuenta con devanados de excitación de m fases, cuyos ejes están desfasados respecto a los ejes de los dientes del rotor en 1/m, 2/m...(m-1)/m, 1. El motor puede controlarse para girar hacia adelante y hacia atrás según una secuencia de fases determinada; esta es la condición física de rotación. Si se cumple esta condición, teóricamente podemos fabricar motores paso a paso de cualquier fase. Por razones de costo y otras consideraciones, los motores de dos, tres, cuatro y cinco fases son generalmente los más comunes en el mercado.

3. Par: Al encender el motor, se genera un campo magnético (flujo magnético Ф) entre el estator y el rotor. Cuando el rotor y el estator se desplazan un cierto ángulo, se genera una fuerza F, proporcional a (dФ/dθ). Su flujo magnético Ф = Br*S. Br es la densidad de flujo magnético, S es el área conductora magnética, F es proporcional a L*D*Br. L es la longitud efectiva del núcleo, D es el diámetro del rotor, Br = N·I/RN·I son los amperios-vuelta del devanado de excitación (corriente multiplicada por el número de vueltas) y R es la resistencia magnética. Par = fuerza*radio. El par es proporcional al volumen efectivo del motor*amperios-vuelta*densidad magnética (considerando solo el estado lineal). Por lo tanto, cuanto mayor sea el volumen efectivo del motor, mayores serán los amperios-vuelta de excitación, menor será el entrehierro entre el estator y el rotor y mayor el par motor, y viceversa.