Caractéristiques des moteurs pas à pas

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Même pour un même moteur pas à pas, les caractéristiques moment-fréquence varient considérablement selon les schémas d'entraînement utilisés.

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Lorsque le moteur pas à pas est en fonctionnement, les signaux d'impulsion sont ajoutés tour à tour aux enroulements de chaque phase dans un certain ordre (de sorte que les enroulements soient alimentés et désalimentés par le distributeur annulaire à l'intérieur du pilote).

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Le moteur pas à pas se distingue des autres moteurs par le fait que sa tension et son courant nominaux ne sont que des valeurs de référence. Alimenté par impulsions, il utilise une tension d'alimentation maximale, et non une tension moyenne, ce qui lui permet de fonctionner au-delà de sa plage nominale. Toutefois, il est important de ne pas trop s'éloigner des valeurs nominales lors du choix de l'alimentation.

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Le moteur pas à pas ne présente pas d'erreur cumulée : généralement, sa précision est de trois à cinq pour cent de l'angle de pas réel, et cette erreur ne s'accumule pas.

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Température maximale admissible d'un moteur pas à pas : une température élevée démagnétise le matériau magnétique du moteur, ce qui peut entraîner une chute de couple, voire un désynchronisation. La température maximale admissible dépend donc du point de démagnétisation du matériau magnétique. Généralement, ce point se situe au-dessus de 130 °C, et peut même dépasser 200 °C pour certains moteurs. Par conséquent, une température extérieure de 80 à 90 °C est tout à fait normale.

Le couple du moteur diminue lorsque sa vitesse de rotation augmente : lors de la rotation d'un moteur pas à pas, l'inductance de l'enroulement de chaque phase génère une force électromotrice inverse ; plus la fréquence est élevée, plus cette force est importante. Sous son effet, le courant de phase du moteur diminue avec l'augmentation de la fréquence (ou de la vitesse), ce qui entraîne une diminution du couple.

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Un moteur pas à pas peut fonctionner normalement à basse vitesse, mais au-delà d'une certaine fréquence, il ne démarre pas et émet un sifflement. Un paramètre technique du moteur pas à pas est sa fréquence de démarrage à vide. Autrement dit, à vide, le moteur démarre à une fréquence d'impulsions donnée. Si cette fréquence dépasse une valeur critique, le moteur ne démarre pas correctement et des pertes de pas ou un blocage peuvent survenir. En charge, la fréquence de démarrage doit être réduite. Pour atteindre des vitesses élevées, la fréquence d'impulsions doit être augmentée progressivement : la fréquence de démarrage doit être basse, puis la vitesse du moteur augmenter jusqu'à la fréquence souhaitée (passage d'une vitesse basse à une vitesse élevée).

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La tension d'alimentation des contrôleurs de moteurs pas à pas hybrides est généralement disponible dans une large plage et est généralement choisie en fonction de la vitesse de fonctionnement du moteur et des exigences de réactivité. Si la vitesse de fonctionnement du moteur est élevée ou si la réactivité requise est rapide, la tension d'alimentation doit également être élevée. Cependant, il est important de veiller à ce que l'ondulation de la tension d'alimentation ne dépasse pas la tension d'entrée maximale du contrôleur, sous peine d'endommager ce dernier.

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Le courant d'alimentation est généralement déterminé en fonction du courant de phase de sortie I du circuit de commande. Si une alimentation linéaire est utilisée, le courant d'alimentation peut être considéré comme étant de 1,1 à 1,3 fois I. Si une alimentation à découpage est utilisée, le courant d'alimentation peut être considéré comme étant de 1,5 à 2 fois I.

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Lorsque le signal FREE est à l'état bas, l'alimentation du moteur par le variateur est coupée et le rotor du moteur est au repos (état hors ligne). Dans certains équipements d'automatisation, si la rotation directe de l'arbre moteur (mode manuel) est requise sans alimentation du variateur, le signal FREE peut être mis à l'état bas pour mettre le moteur hors ligne et permettre une intervention ou un réglage manuel. Une fois l'opération manuelle terminée, le signal FREE est remis à l'état haut pour reprendre le contrôle automatique.

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Une façon simple d'ajuster le sens de rotation d'un moteur pas à pas biphasé après sa mise sous tension consiste à inverser le A+ et le A- (ou le B+ et le B-) du câblage du moteur et du pilote.