Comment fonctionne le moteur pas à pas?

2023-08-30

Un moteur pas à pas est un moteur synchrone simple sans balais en deux phases composé d'un rotor aimanté segmenté et d'un stator composé d'un nombre spécifié de bobines électromagnétiques. Lorsqu'ils sont énergisés, ces bobines génèrent des pôles nord et sud qui poussent ou tirent le rotor magnétisé segmenté pour le faire tourner. Le diagramme montre la structure interne et la disposition des emplacements d'un moteur pas à pas hybride typique. Les dents fines sont réparties uniformément autour du diamètre entier, ce qui fait tourner l'angle incrémentiel, entraînant un mouvement mécanique.

stepper motor

Le moteur pas à pas se compose de deux enroulements (2 phases) et est sous tension par courant direct. Lorsque le courant dans un enroulement est inversé, l'arbre du moteur se déplace en une étape. L'inversion du courant dans chaque enroulement permet de contrôler facilement la position et la vitesse du moteur, ce qui rend les moteurs pas à pas adaptés à de nombreuses applications de contrôle de mouvement différentes. La taille du pas est déterminée par les caractéristiques de conception du moteur, et l'angle de pas de 1,8 ° est le plus courant (composé de 200 dents). D'autres angles de pas sont également facilement disponibles. Divisez 360 ° par l'angle de pas pour calculer le nombre d'étapes requises pour chaque virage.

Le choix du moteur pas à pas dépend principalement du couple de rétention et du courant nominal correspondant. Le couple de maintien est le couple externe maximal (sous tension à son courant nominal) qui peut être appliqué à un moteur sans provoquer de rotation continue. Au début de la rotation du moteur, le couple disponible est souvent appelé le couple de traction. La cote de couple de traction est exprimée en valeur numérique sur la courbe de vitesse / couple du moteur.

Les bobines du moteur pas à pas peuvent être configurées dans un arrangement unipolaire ou bipolaire. L'électronique simple du moteur pas à pas peut être utilisée pour séquencer les bobines pour faire tourner l'arbre du moteur, de sorte que la configuration unique est la plus facile à contrôler. Les arrangements bipolaires nécessitent l'utilisation de conducteurs plus complexes pour organiser correctement les enroulements pour contrôler le moteur, qui offre également des avantages de performances supplémentaires tels que le couple de maintien plus élevé.

Les pilotes pas à pas ont une large gamme de tensions et de courants nominaux. Les performances du moteur dépendent fortement du courant et de la tension fournies par les conducteurs. L'étape complète, le demi-pas et le «microstep» sont des termes courants utilisés pour discuter des moteurs pas à pas. Par exemple, un moteur pas à pas de 1,8 ° a 200 positions discrètes dans une rotation à 360 °. Étant donné que 360 ° divisé par 200 est de 1,8 °, chaque fois que le moteur est nécessaire pour déplacer une étape, l'arbre du moteur avancera de 1,8 °, ce qui est appelé étape complète.

Le terme «demi-pas» fait référence à l'angle de pas de 0,9 ° (la moitié de l'angle complet de 1,8 ° de 1,8 °), qui est réalisé par une technique de commutation dans laquelle le courant positif, sans courant et négatif est appliqué en continu et alternativement à chaque enroulement . Le terme "microste" fait référence à une forme de contrôle plus complexe qui va au-delà de la simple commutation d'alimentation entre les enroulements de la phase moteur pour contrôler l'écoulement de courant envoyé aux enroulements individuels. L'un des principaux avantages du microste est la capacité de réduire l'amplitude de résonance générée par le moteur lors du fonctionnement à des fréquences naturelles. Le microstepper permet de positionner l'arbre au-delà du 1,8 ° ou 0,9 ° fourni par des steppers pleins et demi. La position du microsphes apparaît entre les deux coins de la rotation du rotor. Les incréments de microstéphe les plus courants sont les 1/5, 1/10, 1/16, 1/32, 1/125 et 1/250 du Full St EP.

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