moteurs pas à pasLes moteurs pas à pas sont des dispositifs électromécaniques qui convertissent directement des impulsions électriques en mouvement mécanique. En contrôlant la séquence, la fréquence et le nombre d'impulsions électriques appliquées aux bobines du moteur, on peut contrôler la direction, la vitesse et l'angle de rotation. Sans système de commande à boucle fermée avec détection de position, un contrôle précis de la position et de la vitesse peut être obtenu grâce à un système de commande à boucle ouverte simple et économique, composé d'un moteur pas à pas et de son circuit de commande.
Le moteur pas à pas, en tant qu'élément d'exécution, est un produit clé de la mécatronique, largement utilisé dans divers systèmes de contrôle automatisés. Avec le développement des technologies microélectroniques et de fabrication de précision, la demande en moteurs pas à pas augmente de jour en jour. De même, les moteurs pas à pas associés à des mécanismes de transmission par engrenages, tels que les réducteurs, sont de plus en plus présents dans de nombreuses applications, et ce type de mécanisme de transmission est aujourd'hui largement compris.
Comment décélérermoteur pas à pas?
Le moteur pas à pas, moteur d'entraînement couramment utilisé et largement répandu, est généralement utilisé avec un système de décélération pour obtenir un effet de transmission idéal ; les systèmes et méthodes de décélération couramment utilisés pour les moteurs pas à pas comprennent notamment les réducteurs, les codeurs, les contrôleurs et les signaux d'impulsion.
Décélération par signal impulsionnel : la vitesse du moteur pas à pas est modifiée en fonction des variations du signal impulsionnel d’entrée. Théoriquement, si l’on envoie une impulsion au pilote,moteur pas à pasLe moteur effectue une rotation d'un angle de pas (subdivisé pour un angle de pas subdivisé). En pratique, si le signal d'impulsion varie trop rapidement, le moteur pas à pas, en raison de l'amortissement de la force électromotrice inverse interne, ne pourra pas suivre les variations du signal électrique, ce qui entraînera un blocage et une perte de pas.
Réducteur : un moteur pas à pas, associé à un réducteur, produit une vitesse élevée et un couple faible. Relié au réducteur, les engrenages internes de ce dernier, grâce à un rapport de réduction, entraînent une transmission efficace. La vitesse de sortie du moteur pas à pas est ainsi réduite, ce qui améliore le couple et permet une transmission optimale. L'efficacité du réducteur dépend du rapport de réduction : plus ce rapport est élevé, plus la vitesse de sortie est faible, et inversement.
Contrôle de vitesse par courbe exponentielle : lors de la programmation logicielle, le premier calcul de la constante de temps stockée en mémoire est effectué, puis le point de travail est sélectionné. Généralement, le temps d'accélération et de décélération nécessaire au moteur pas à pas est supérieur à 300 ms. Si ces temps sont trop courts, la grande majorité des moteurs…moteurs pas à pas, il sera difficile d'obtenir une rotation à grande vitesse du moteur pas à pas.
Décélération contrôlée par encodeur : la commande PID, méthode simple et pratique, est largement utilisée dans les entraînements de moteurs pas à pas. Elle repose sur le calcul de l’écart de commande e(t), qui correspond à la variation de la consigne r(t) par rapport à la valeur de sortie réelle c(t). Cet écart est obtenu par combinaison linéaire des composantes proportionnelle, intégrale et dérivée de la grandeur de commande. Un capteur de position intégré est utilisé dans un moteur pas à pas hybride biphasé, et un régulateur de vitesse PI auto-adaptatif est conçu à partir de ce capteur et de la commande vectorielle. Ce régulateur offre des caractéristiques transitoires satisfaisantes même en conditions de fonctionnement variables. Le système de commande PID est conçu à partir du modèle mathématique du moteur pas à pas, et son algorithme permet de calculer la grandeur de commande afin de positionner le moteur selon la consigne.
Enfin, la commande est validée par simulation et présente de bonnes caractéristiques de réponse dynamique. L'utilisation d'un régulateur PID offre l'avantage d'une structure simple, d'une robustesse et d'une fiabilité élevées, mais ne permet pas de gérer efficacement les informations incertaines du système.
Date de publication : 7 avril 2024