Moteur pas à pas, avantages, inconvénients, applications, fonctionnement

Moteur pas à pas

Il s'agit d'un appareil numérique électromécanique dans lequel l'entrée est un signal électrique et la sortie que nous obtenons est mécanique. C'est aussi un appareil numérique car il nécessite des impulsions. Le moteur pas à pas est un type spécial de moteur synchrone qui est utilisé pour faire tourner le rotor d'un nombre spécifique de degrés pour chaque impulsion électrique reçue par son unité de commande ou de 15 degrés par impulsion.

Il s'agit d'un moteur qui peut tourner dans les deux sens, c'est-à-dire dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, se déplacer par incréments angulaires précis en degrés, maintenir un couple de maintien à vitesse nulle et peut être contrôlé avec des signaux numériques. Il se déplace par positions angulaires ou incréments angulaires appelés pas qui répondent à une impulsion numérique envoyée au circuit d'entraînement électrique.

Le moteur pas à pas fonctionne sur le principe selon lequel le rotor s'aligne dans une position particulière avec les dents du pôle d'excitation dans un circuit magnétique. Le chemin de réluctance minimum existe avec le pôle d'excitation. L'excitation dépend du nombre d'impulsions d'entrée. Il actionne un train de mouvements pas à pas en réponse au train d’impulsions d’entrée.

La sortie d'un moteur pas à pas est entièrement déterminée par le nombre d'impulsions d'entrée données au système. Le mouvement pas à pas peut être angulaire ou linéaire et il peut se faire dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Chaque entrée d'impulsion actionne un mouvement pas à pas et chaque révolution du moteur pas à pas consiste en un certain nombre de mouvements pas à pas discrets.

La taille du pas est généralement comprise entre 1,5 et 30 degrés. Généralement, ces moteurs sont fabriqués avec des pas par tour. Ces moteurs pas à pas sont soit bipolaires qui nécessitent deux sources d'alimentation, soit unipolaires qui ne nécessitent qu'une seule source d'alimentation.

Les moteurs pas à pas sont classés en fonction de leur structure et de leurs performances :

1. Moteur pas à pas à réluctance variable

2. Moteur pas à pas à aimant permanent

3. Moteur pas à pas hybride à aimant permanent

Il se compose d'un rotor constitué d'un aimant permanent et le stator est constitué d'électro-aimants. Lorsque l'alimentation est fournie au bobinage, le stator développe un champ magnétique à l'intérieur du stator. Grâce à ce champ magnétique tournant, le rotor du moteur commence à bouger.

Avantages du moteur pas à pas

1. Construction simple et fonctionne dans toutes les situations.

2. Systèmes numériques compatibles.

3. Aucun capteur n'est nécessaire pour la détection de position et de vitesse, car celles-ci sont directement obtenues en comptant les impulsions d'entrée et en comptant périodiquement les impulsions d'entrée si des informations sur la vitesse sont nécessaires.

4. Flexibilité et fournit un couple de maintien constant sans qu'il soit nécessaire d'alimenter le moteur.

5. Les moteurs pas à pas sont plus sûrs.

6. Les moteurs pas à pas sont très fiables et ont une faible précision.

7. Excellente réponse au démarrage et à l'arrêt.

8. Différents types de vitesses de rotation que nous pouvons réaliser car la vitesse est proportionnelle à la fréquence des impulsions d'entrée.

Inconvénients du moteur pas à pas

1. L'efficacité du moteur pas à pas est faible.

2. La résonance est le principal problème rencontré dans les moteurs à réluctance variable.

3. La boucle de rétroaction n’est pas utilisée.

4. Ces moteurs produisent un bruit extrêmement élevé.

5. Pas facile à utiliser à des vitesses extrêmement élevées.

6. Les moteurs pas à pas ne peuvent pas fonctionner ou tourner à des vitesses élevées mais ont un couple de maintien élevé.

Applications du moteur pas à pas

1. Les moteurs pas à pas sont utilisés comme moteurs d'alimentation en papier dans les machines à écrire et les imprimantes.

2. Ces moteurs sont utilisés pour positionner les têtes d'impression et les stylos dans les traceurs XY.

3. Les moteurs pas à pas sont utilisés dans les machines-outils.

4. Les moteurs pas à pas sont utilisés dans les caméras pour le contrôle automatique des fonctions de mise au point et de zoom.

5. Ces moteurs sont utilisés à des fins de sécurité.

6. Le moteur pas à pas est utilisé pour un positionnement précis avec un moteur, comme la robotique, les antennes, les disques durs, les télescopes et certains jouets.

7. Imprimantes

8. Machines CNC

9. Imprimantes 3D

10. Laser et optique

11. Machines industrielles