Le développement de la technologie d'entraînement des moteurs pas à pas, chaque innovation technologique entraînant plusieurs révolutions de marché, permettra aux technologies de pointe de dominer le marché.
1. Entraînement à tension constante
La commande à tension unique désigne un mode de fonctionnement du bobinage du moteur où une seule tension est appliquée à l'alimentation de chaque enroulement, plusieurs enroulements étant alimentés alternativement. Ce mode de commande, relativement ancien, est aujourd'hui quasiment obsolète.
Avantages : le circuit est simple, comporte peu de composants, la commande est également simple et la réalisation est relativement simple.
Inconvénients : nécessite un transistor de courant suffisamment puissant pour la commutation, la vitesse de rotation du moteur pas à pas est relativement faible, les vibrations du moteur sont relativement importantes et il chauffe. N'étant plus utilisé, il est peu documenté.
2. Commande haute et basse tension
En raison des nombreux inconvénients de la commande à tension constante, le développement technologique a conduit à la mise au point de nouvelles commandes à haute et basse tension afin d'améliorer certains de ces inconvénients. Le principe de la commande à haute et basse tension est le suivant : lors du mouvement du moteur par pas entier, on utilise la commande haute tension ; lors du mouvement par demi-pas, on utilise la commande basse tension ; et l'arrêt est contrôlé par la commande basse tension.
Avantages : la commande haute et basse tension améliore dans une certaine mesure les vibrations et le bruit, et le concept de moteur pas à pas à commande par subdivision est proposé pour la première fois, ainsi que le mode de fonctionnement consistant à diviser par deux le courant à l’arrêt.
Inconvénients : le circuit est complexe par rapport à la commande à tension constante, les caractéristiques haute fréquence des transistors sont importantes, le moteur vibre encore relativement beaucoup à basse vitesse, la chaleur est encore relativement importante, et actuellement, ce mode de commande n’est pratiquement plus utilisé.
3. Commande de hacheur à courant constant auto-excité
Le variateur de vitesse à courant constant auto-excité fonctionne grâce à une conception matérielle qui, lorsque le courant atteint une certaine valeur prédéfinie, coupe le courant traversant le matériel, puis active un autre enroulement, ce dernier étant alimenté à un courant fixe, puis coupe à nouveau le courant traversant le matériel, et ainsi de suite, pour faire avancer le fonctionnement du moteur pas à pas.
Avantages : le bruit est considérablement réduit, la vitesse est augmentée dans une certaine mesure, les performances sont supérieures aux deux premiers types, avec certaines améliorations.
Inconvénients : les exigences en matière de conception du circuit sont relativement élevées, les exigences en matière de résistance aux interférences sont élevées, il est facile de provoquer des hautes fréquences et de brûler les composants de commande, les exigences de performance des composants sont élevées.
4. Comparaison actuelle des entraînements par hacheur (actuellement la principale technologie utilisée sur le marché)
Le hacheur à comparaison de courant transforme la valeur du courant d'enroulement du moteur pas à pas en une certaine proportion de la tension, et compare la valeur de sortie prédéfinie du convertisseur N/A aux résultats de la comparaison. Ces résultats commandent l'interrupteur du tube de puissance, afin de réaliser le contrôle du courant de phase de l'enroulement.
Avantages : le contrôle de mouvement simule les caractéristiques de l'onde sinusoïdale, améliorant considérablement les performances ; la vitesse de déplacement et le bruit sont relativement faibles ; il est possible d'utiliser une subdivision relativement élevée ; il s'agit de la méthode de contrôle actuellement populaire.
Inconvénients : le circuit est plus complexe, les interférences sont difficiles à contrôler et à satisfaire aux exigences théoriques, il est facile de produire du jitter, dans le contrôle de la formation de pics et de creux sinusoïdaux, ce qui peut facilement entraîner des interférences à haute fréquence, lesquelles peuvent à leur tour provoquer un échauffement des composants du circuit ou, en raison du vieillissement, une fréquence trop élevée. C’est la principale raison pour laquelle de nombreux circuits de commande sont utilisés pendant plus d’un an, ce qui est l’une des principales causes de l’allumage du voyant rouge de protection.
5. Entraînement immergé
Il s'agit d'une nouvelle technologie de commande de mouvement, qui, par rapport à la technologie actuelle d'entraînement par hacheur, vise à surmonter ses lacunes et à innover en proposant une nouvelle méthode d'entraînement. Sa technologie de base, par rapport à l'entraînement par hacheur actuel, repose sur une technologie de protection contre la surchauffe de l'élément moteur et la suppression des hautes fréquences.
Avantages : tous deux présentent les avantages de l'entraînement par hacheur comparatif actuel, la chaleur est particulièrement faible et la durée de vie est longue.
Inconvénients : technologie nouvelle, prix relativement élevé, exigences de compatibilité entre chaque moteur pas à pas et son pilote relativement strictes.
Date de publication : 28 août 2024