Synthèse sur les moteurs pas à pas
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Synthèse sur les moteurs pas à pas
Terminale STI Génie électronique Page 1/4 Synthèse sur les moteurs pas à pas I - PRESENTATION I.1 Généralités Un moteur pas à pas est un moteur dont la partie mobile se déplace d’une quantité élémentaire appelée PAS chaque fois que le moteur reçoit une impulsion de courant convenable. Le déplacement peut être circulaire (cas les plus nombreux) ou linéaire suivant la construction du moteur. Ainsi, à chaque pas, on obtient un déplacement angulaire. On définit alors le nombre de pas par tours : - pour les moteurs les plus courant, on trouve : 12 24 36 48 60 100 200 400 pas par tours le pas angulaire correspondant étant respectivement 30° 15° 10° 7.5° 6° 3.6° 1.8° 0.9° D’autre part, ses remarquables possibilités d’adaptation lui permettent également de pouvoir travailler selon le cas à vitesse continue ou variable. c) Fonction globale énergie électrique CONVERSION Information numérique énergie mécanique déplacement linéaire ou angulaire d) Commande d’un moteur pas à pas Unité de pilotage Production des signaux de commande du moteur pas à pas Amplification en puissance Moteur pas à pas Unité de pilotage : elle permet de commander : - le sens de rotation, - l’angle de rotation et donc la vitesse qui en résulte. Production des signaux de commande du moteur : elle permet de produire les signaux de commande des moteurs pas à pas. Ces signaux dépendent du choix du mode de fonctionnement du moteur pas à pas. Amplification en puissance : cette fonction permet d’amplifier en puissance les signaux de commande du moteur afin de pouvoir commander le moteur pas à pas. Cette fonction dépend des caractéristiques du moteur pas à pas. Moteur pas à pas : le moteur pas à pas permet de convertir les signaux de commande du moteur pas à pas en déplacement linéaire ou angulaire. G BERTHOME/ F MANDIN Terminale STI Génie électronique Page 2/4 Synthèse sur les moteurs pas à pas III LES DIFFERENTS MODES DE COMMANDE DES MOTEURS PAS A PAS Les modes de fonctionnement des moteurs pas à pas sont obtenues par la fonction : « Production des signaux de commande du moteur ». Alors que l’alimentation (unipolaire ou bipolaire) sera fixée par la fonction « Amplification en puissance ». MODE DE COMMANDE UNE PHASE "ON" PAS ENTIER : ONE PHASE ON DRIVE MODE CLK t A t ALIMENTATION B t UNIPOLAIRE C t D t ALIMENTATION A-B t BIPOLAIRE C-D t Les phases du moteur pas à pas sont alimentées l’une après l’autre, à chaque impulsion de l’horloge l’angle de rotation est équivalent à un pas. MODE DE COMMANDE DEMI-PAS : HALF STEP MODE CLK t A t ALIMENTATION B t UNIPOLAIRE C t D t ALIMENTATION A-B t BIPOLAIRE C-D t Les bobines sont alimentées alternativement une seule, et ensuite les deux. À chaque impulsion d’horloge l’angle de rotation est équivalent à un demi pas, ceci permet de gagner en précision avec un même moteur. G BERTHOME/ F MANDIN Terminale STI Génie électronique Page 3/4 Synthèse sur les moteurs pas à pas MODE DE COMMANDE 2 PHASES "ON" PAS ENTIER : TWO-PHASE-ON DRIVE MODE CLK t A t ALIMENTATION B t UNIPOLAIRE C t D t ALIMENTATION A-B t BIPOLAIRE C-D t Le mode de commande ci-dessus est en pas entier, la seule différence est que l’on alimente à chaque fois deux phases à la fois ceci permet d’avoir un couple plus élevé. MODE DE COMMANDE DEMI-PAS ** ( couple constant ) : HALF STEP MODE CLK t A t ALIMENTATION B t UNIPOLAIRE C t D t ALIMENTATION A-B t BIPOLAIRE C-D t ** En mode demi-pas, le nombre de bobines excité n'est pas toujours le même . pour avoir un couple constant, on augmente la tension ( intensité ) à différents moments du cycle. Ce mode de commande permet d’obtenir un fonctionnement en demi pas à couple constant (la somme des tensions appliquées sur les bobines est toujours constante, contrairement au mode demi pas classique où une bobine est alimentée puis deux …). Remarque : il est possible de choisir à chaque fois une commande unipolaire ou bipolaire, ceci dépendra du nombre de fils disponible sur le moteur pas à pas. Il est à noter que la commande bipolaire sera plus compliquée à réaliser que la commande unipolaire (inversion de la tension d’alimentation). G BERTHOME/ F MANDIN Terminale STI Génie électronique Page 4/4 Synthèse sur les moteurs pas à pas IV CARACTÉRISTIQUES DES MOTEURS PAS À PAS IV.1 PARTIE COMMANDE Les phases des moteurs sont symbolisées par des bobines : • 4 fils 5 fils 6 fils La commande unipolaire ou bipolaire dépendra du degré d’accessibilité des contacts des bobines du moteur. Un moteur 4 fils ne pourra être alimenté qu’en bipolaire. Les caractéristiques de la bobine sont données par la documentation constructeur : -valeur de l’inductance (en Henry), -valeur de la résistance des enroulements, (en Ohms), -valeur du courant qui doit circuler dans la bobine afin d’obtenir un fonctionnement correct du moteur pas à pas. C’est en fonction de ces caractéristiques que la conception du circuit de puissance sera réalisée. IV.2 PARTIE ROTOR Le choix du moteur pas à pas se fera en fonction de l’application que l’on souhaite en faire. La caractéristique principale est le couple (force du rotor). IV.3 LE NOMBRE DE PAS Le nombre de pas du moteur dépendra de deux caractéristiques du moteur : -le nombre de phase (partie commande), -le nombre de paires de pôles (partie rotor). Nombre de pas par tour = nombre de phase x nombre de paires de pôles du rotor G BERTHOME/ F MANDIN