Faits incontournables sur les moteurs pas à pas

1. Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas ?

Un moteur pas à pas est un actionneur qui convertit des impulsions électriques en déplacement angulaire. En résumé : lorsque le pilote reçoit un signal d'impulsion, il entraîne le moteur pas à pas à tourner d'un angle fixe (et d'un angle de pas) dans la direction définie. Le nombre d'impulsions permet de contrôler le déplacement angulaire et d'obtenir un positionnement précis. Parallèlement, la fréquence des impulsions permet de contrôler la vitesse et l'accélération du moteur et de réguler sa vitesse.

2. Quels types de moteurs pas à pas existe-t-il ?

Il existe trois types de moteurs pas à pas : à aimant permanent (PM), réactif (VR) et hybride (HB). Les moteurs pas à pas à aimant permanent sont généralement biphasés, avec un couple et un volume plus faibles, et un angle de pas généralement de 7,5 ou 15 degrés ; les moteurs pas à pas réactifs sont généralement triphasés, avec un couple de sortie élevé, et un angle de pas généralement de 1,5 degré, mais un bruit et des vibrations importants. En Europe, aux États-Unis et dans d'autres pays développés, ce type de moteur a été abandonné dans les années 1980 ; le moteur pas à pas hybride combine les avantages du moteur à aimant permanent et du moteur à réaction. On les distingue en deux phases et en cinq phases : l'angle de pas des deux phases est généralement de 1,8 degré et celui des cinq phases de 0,72 degré. Ce type de moteur pas à pas est le plus répandu.

3. Quel est le couple de maintien (HOLDING TORQUE) ?

Le couple de maintien (COUPLE DE MAINTIEN) désigne le couple de blocage du stator par le rotor lorsque le moteur pas à pas est alimenté mais ne tourne pas. C'est l'un des paramètres les plus importants d'un moteur pas à pas, et son couple à basse vitesse est généralement proche du couple de maintien. Étant donné que le couple de sortie d'un moteur pas à pas continue de décroître avec l'augmentation de la vitesse et que la puissance de sortie varie avec celle-ci, le couple de maintien devient l'un des paramètres les plus importants pour la mesure d'un moteur pas à pas. Par exemple, lorsqu'on parle de moteur pas à pas de 2 N.m, cela signifie qu'il présente un couple de maintien de 2 N.m sans instructions particulières.

4. Qu'est-ce que le COUPLE DE DÉCLENCHEMENT ?

Le COUPLE DE DÉCLENCHEMENT est le couple auquel le stator verrouille le rotor lorsque le moteur pas à pas n'est pas sous tension. Le COUPLE DE DÉCLENCHEMENT n'est pas traduit de manière uniforme en Chine, ce qui est facile à mal comprendre ; étant donné que le rotor du moteur pas à pas réactif n'est pas un matériau à aimant permanent, il n'a pas de COUPLE DE DÉCLENCHEMENT.

 

5. Quelle est la précision du moteur pas à pas ? Est-elle cumulative ?

En général, la précision du moteur pas à pas est de 3 à 5 % de l'angle de pas et n'est pas cumulative.

6. Quelle température est autorisée à l'extérieur du moteur pas à pas ?

La température élevée du moteur pas à pas démagnétisera d'abord le matériau magnétique du moteur, ce qui entraînera une chute de couple ou même un déphasage, de sorte que la température maximale autorisée pour l'extérieur du moteur doit dépendre du point de démagnétisation du matériau magnétique des différents moteurs ; en général, le point de démagnétisation du matériau magnétique est supérieur à 130 degrés Celsius, et certains d'entre eux vont même jusqu'à plus de 200 degrés Celsius, il est donc tout à fait normal que l'extérieur du moteur pas à pas soit dans la plage de température de 80 à 90 degrés Celsius.

 

7. Pourquoi le couple du moteur pas à pas diminue-t-il avec l'augmentation de la vitesse de rotation ?

Lorsque le moteur pas à pas tourne, l'inductance de chaque phase de son enroulement crée une force électromotrice inverse ; plus la fréquence est élevée, plus cette force est importante. Sous son action, le courant de phase du moteur diminue avec l'augmentation de la fréquence (ou de la vitesse), ce qui entraîne une diminution du couple.

 

8. Pourquoi le moteur pas à pas peut-il fonctionner normalement à basse vitesse, mais s'il est supérieur à une certaine vitesse, il ne peut pas démarrer et s'accompagne d'un sifflement ?

Le moteur pas à pas possède un paramètre technique : la fréquence de démarrage à vide. Autrement dit, la fréquence d'impulsion du moteur pas à pas permet un démarrage normal à vide. Si la fréquence d'impulsion est supérieure à cette valeur, le moteur ne peut pas démarrer normalement et risque de perdre le pas ou de se bloquer. Sous charge, la fréquence de démarrage doit être inférieure. Pour que le moteur atteigne une vitesse de rotation élevée, la fréquence d'impulsion doit être accélérée, c'est-à-dire que la fréquence de démarrage est basse, puis augmentée jusqu'à la fréquence élevée souhaitée (vitesse du moteur de basse à élevée) avec une certaine accélération.

 

9. Comment surmonter les vibrations et le bruit du moteur pas à pas hybride biphasé à basse vitesse ?

Les vibrations et le bruit sont des inconvénients inhérents aux moteurs pas à pas lorsqu'ils tournent à basse vitesse, qui peuvent généralement être surmontés par les programmes suivants :

A. Si le moteur pas à pas fonctionne dans la zone de résonance, la zone de résonance peut être évitée en modifiant la transmission mécanique telle que le rapport de réduction ;

B. Adoptez le pilote avec fonction de subdivision, qui est la méthode la plus couramment utilisée et la plus simple ;

C. Remplacer par un moteur pas à pas avec un angle de pas plus petit, tel qu'un moteur pas à pas triphasé ou cinq phases ;

D. Passez aux servomoteurs à courant alternatif, qui peuvent presque complètement surmonter les vibrations et le bruit, mais à un coût plus élevé ;

E. Dans l'arbre moteur avec un amortisseur magnétique, le marché a de tels produits, mais la structure mécanique du plus grand changement.

 

10. La subdivision du lecteur représente-t-elle la précision ?

L'interpolation des moteurs pas à pas est essentiellement une technologie d'amortissement électronique (voir la documentation correspondante). Son objectif principal est d'atténuer ou d'éliminer les vibrations basse fréquence du moteur pas à pas. L'amélioration de la précision de fonctionnement du moteur n'est qu'une fonction accessoire de cette technologie. Par exemple, pour un moteur pas à pas hybride biphasé avec un angle de pas de 1,8°, si le nombre d'interpolations du pilote d'interpolation est fixé à 4, la résolution de fonctionnement du moteur est de 0,45° par impulsion. La capacité du moteur à atteindre ou à approcher 0,45° dépend également d'autres facteurs, tels que la précision du contrôle du courant d'interpolation du pilote d'interpolation. La précision des variateurs subdivisés peut varier considérablement selon les fabricants ; plus les points de subdivision sont grands, plus la précision est difficile à contrôler.

 

11. Quelle est la différence entre la connexion en série et la connexion en parallèle d'un moteur pas à pas hybride à quatre phases et d'un pilote ?

Les moteurs pas à pas hybrides quadriphasés sont généralement pilotés par un variateur biphasé. Il est donc possible de les connecter en série ou en parallèle pour les utiliser en biphasé. Le montage en série est généralement utilisé lorsque la vitesse du moteur est élevée et que le courant de sortie du variateur requis est 0,7 fois supérieur au courant de phase, ce qui limite l'échauffement du moteur. Le montage en parallèle est généralement utilisé lorsque la vitesse du moteur est élevée (également appelée connexion haute vitesse) et que le courant de sortie du variateur requis est 1,4 fois supérieur au courant de phase, ce qui limite l'échauffement du moteur.

12. Comment déterminer l'alimentation CC du pilote du moteur pas à pas ?

A. Détermination de la tension

La tension d'alimentation du pilote de moteur pas à pas hybride est généralement très large (par exemple, la tension d'alimentation de l'IM483 varie de 12 à 48 V CC). Elle est généralement choisie en fonction de la vitesse de fonctionnement et des exigences de réponse du moteur. Si la vitesse de fonctionnement du moteur est élevée ou si la réponse est rapide, la tension sera également élevée. Il faut cependant veiller à ce que l'ondulation de la tension d'alimentation ne dépasse pas la tension d'entrée maximale du pilote, sous peine de l'endommager.

B. Détermination du courant

Le courant d'alimentation est généralement déterminé en fonction du courant de phase de sortie I du driver. Avec une alimentation linéaire, le courant peut être compris entre 1,1 et 1,3 fois I. Avec une alimentation à découpage, le courant peut être compris entre 1,5 et 2,0 fois I.

 

13. Dans quelles circonstances le signal hors ligne FREE du pilote de moteur pas à pas hybride est-il généralement utilisé ?

Lorsque le signal hors ligne « LIBRE » est bas, la sortie de courant du variateur vers le moteur est coupée et le rotor du moteur est en état libre (hors ligne). Sur certains équipements d'automatisation, si vous devez faire tourner l'arbre moteur directement (manuellement) lorsque le variateur est hors tension, vous pouvez régler le signal « LIBRE » à l'état bas pour mettre le moteur hors ligne et effectuer une opération ou un réglage manuel. Une fois l'opération manuelle terminée, réglez à nouveau le signal « LIBRE » à l'état haut pour poursuivre le contrôle automatique.

 

14. Quelle est la manière simple de régler le sens de rotation d'un moteur pas à pas biphasé lorsqu'il est sous tension ?

Alignez simplement A+ et A- (ou B+ et B-) du câblage du moteur et du pilote.

 

15. Quelle est la différence entre les moteurs pas à pas hybrides biphasés et cinq phases pour les applications ?

Question Réponse:

En règle générale, les moteurs biphasés à grand angle de pas présentent de bonnes caractéristiques à haute vitesse, mais présentent une zone de vibration à basse vitesse. Les moteurs triphasés, à faible angle de pas, fonctionnent sans à-coups à basse vitesse. Par conséquent, les exigences de précision de fonctionnement sont élevées, et l'utilisation d'un moteur triphasé est particulièrement recommandée à basse vitesse (généralement inférieure à 600 tr/min). À l'inverse, pour des performances à haute vitesse, il est préférable de privilégier la précision et la régularité de fonctionnement, sans exigence excessive, à un coût moindre, des moteurs biphasés. De plus, le couple des moteurs triphasés étant généralement supérieur à 2 Nm, les moteurs biphasés sont généralement utilisés pour les applications à faible couple. Le problème de régularité de fonctionnement à basse vitesse peut être résolu par l'utilisation d'un variateur subdivisé.