Quelques questions courantes sur le moteur pas à pas

1. Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas ? Un moteur pas à pas est un actionneur qui convertit les impulsions électriques en déplacement angulaire. En termes simples, lorsqu'un pilote pas à pas reçoit un signal d'impulsion, il entraîne le moteur pas à pas pour qu'il tourne d'un angle fixe (appelé angle de pas) dans une direction spécifiée. Vous pouvez contrôler le déplacement angulaire en contrôlant le nombre d'impulsions, obtenant ainsi un positionnement précis. De plus, vous pouvez contrôler la vitesse et l'accélération du moteur en ajustant la fréquence d'impulsion pour le contrôle de la vitesse.

2. Quels sont les types de moteurs pas à pas ? Les moteurs pas à pas sont classés en trois types : à aimant permanent (PM), à réluctance variable (VR) et hybride (HB). Les moteurs pas à pas à aimant permanent ont généralement deux phases, avec un couple et une taille plus petits, et un angle de pas de 7.5 ou 15 degrés. Les moteurs pas à pas à réluctance variable ont généralement trois phases, fournissant un couple de sortie élevé mais produisant un bruit et des vibrations importants. Ils ont été largement abandonnés dans les pays développés depuis les années 1980. Les moteurs pas à pas hybrides combinent les avantages des types à aimant permanent et à réluctance variable et sont disponibles en variantes biphasées et cinq phases, avec des angles de pas de 1.8 et 0.72 degrés, respectivement, ce qui les rend largement utilisés dans diverses applications.

3. Qu'est-ce que le couple de maintien ? Le couple de maintien fait référence au couple qui maintient le rotor en place 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. Généralement, le couple de maintien d'un moteur pas à pas est proche du couple à basse vitesse. Étant donné que le couple de sortie d'un moteur pas à pas diminue à mesure que la vitesse augmente, le couple de maintien devient un paramètre crucial pour l'évaluation du moteur pas à pas. Par exemple, lorsque les gens font référence à un moteur pas à pas de 2 N·m, cela signifie généralement un moteur pas à pas avec un couple de maintien de 2 N·m, sauf indication contraire.

4. Qu'est-ce que le couple de détente ? Le couple de détente fait référence au couple qui maintient le rotor en place lorsque le moteur pas à pas n'est pas alimenté. Il n'existe pas de traduction standardisée pour Detent Torque en Chine, ce qui peut conduire à des malentendus. Le couple de détente ne s'applique pas aux moteurs pas à pas à réluctance variable car leurs rotors ne sont pas constitués de matériaux à aimants permanents.

5. Quelle est la précision des moteurs pas à pas et est-elle cumulative ? La précision typique des moteurs pas à pas se situe entre 3 et 5 % de l'angle de pas, et cette précision n'est pas cumulative.

6. Quelle est la température extérieure autorisée pour les moteurs pas à pas ? Des températures excessivement élevées peuvent démagnétiser les matériaux magnétiques des moteurs pas à pas, entraînant une diminution du couple et une perte potentielle de pas. Par conséquent, la température externe maximale autorisée d'un moteur pas à pas dépend du point de démagnétisation du matériau magnétique spécifique utilisé. En général, les matériaux magnétiques ont des points de démagnétisation supérieurs à 130 degrés Celsius, certains dépassant même 200 degrés Celsius, donc une température extérieure de 80 à 90 degrés Celsius est généralement considérée comme normale.

7. Pourquoi le couple d'un moteur pas à pas diminue-t-il à mesure que la vitesse augmente ? Lorsqu'un moteur pas à pas tourne, l'inductance de ses bobines d'enroulement génère une force électromotrice inverse (FEM). Plus la fréquence (ou la vitesse) est élevée, plus cette FEM inverse devient importante. En conséquence, le courant de phase dans le moteur diminue avec l'augmentation de la fréquence (vitesse), entraînant une diminution du couple.

8. Pourquoi un moteur pas à pas peut-il fonctionner normalement à basse vitesse mais ne parvient pas à démarrer à des vitesses plus élevées avec un bruit gémissant ? Les moteurs pas à pas ont un paramètre technique appelé « fréquence de démarrage au ralenti », qui fait référence à la fréquence d'impulsion à laquelle un moteur pas à pas peut démarrer sans charge. Si la fréquence d'impulsion dépasse cette valeur, le moteur peut ne pas démarrer, perdre des pas ou caler. Dans les situations de charge, la fréquence de démarrage doit être encore plus basse. Pour obtenir une rotation à grande vitesse, la fréquence d'impulsion doit suivre un processus d'accélération, commençant à une fréquence inférieure et augmentant progressivement jusqu'à la haute fréquence souhaitée (accélérant le moteur de basse à haute vitesse).

9. Comment atténuer les vibrations et le bruit lorsque les moteurs pas à pas hybrides biphasés fonctionnent à basse vitesse ? Les vibrations et le bruit sont des inconvénients inhérents aux moteurs pas à pas lorsqu’ils fonctionnent à basse vitesse. Pour atténuer ces problèmes, vous pouvez envisager les solutions suivantes : A. Éviter les zones de résonance en modifiant le rapport de transmission mécanique si le moteur pas à pas fonctionne dans une zone de résonance. B. Utilisation de pilotes dotés d'une capacité de micropas, qui est l'approche la plus courante et la plus simple. C. Passage à des moteurs pas à pas avec des angles de pas plus petits, tels que des moteurs pas à pas triphasés ou cinq phases. D. Transition vers des servomoteurs AC, qui peuvent éliminer presque complètement les vibrations et le bruit, mais ont un coût plus élevé. E. Ajout d'amortisseurs magnétiques à l'arbre du moteur, bien que cela nécessite des modifications mécaniques importantes.

10. Le nombre de subdivisions d'un pilote micropas représente-t-il la précision ? La technologie de subdivision des moteurs pas à pas est essentiellement une forme de technologie d'amortissement électronique (se référer à la littérature pertinente). Son objectif principal est de réduire ou d'éliminer les vibrations basse fréquence lors du fonctionnement du moteur pas à pas, et une précision améliorée n'est qu'un avantage supplémentaire. Par exemple, dans le cas d'un moteur pas à pas hybride biphasé avec un angle de pas de 1.8 degrés, si le pilote de subdivision est réglé sur 4, la résolution du moteur est de 0.45 degrés par impulsion. Le fait que la précision du moteur puisse atteindre ou approcher 0.45 degrés dépend de facteurs tels que la précision du contrôle de courant dans le pilote de subdivision. La précision des pilotes de subdivision peut varier considérablement selon les différents fabricants, et un nombre de subdivisions plus élevé peut rendre la précision plus difficile à contrôler.

11. Quelle est la différence entre les méthodes de connexion en série et en parallèle pour les moteurs pas à pas et les pilotes hybrides quadriphasés ? Les moteurs pas à pas hybrides quadriphasés sont généralement entraînés par des pilotes biphasés. Par conséquent, vous pouvez connecter le moteur quadriphasé dans une configuration en série ou en parallèle pour qu'il se comporte comme un moteur biphasé. La méthode de connexion en série est généralement utilisée dans les situations où le moteur fonctionne à des vitesses inférieures. Dans ce cas, le courant de sortie du pilote doit être égal à 70 % du courant de phase du moteur, ce qui entraîne une production de chaleur inférieure du moteur. La méthode de connexion en parallèle, également connue sous le nom de méthode à grande vitesse, est généralement utilisée lorsque le moteur fonctionne à des vitesses plus élevées. Cela nécessite que le courant de sortie du pilote soit égal à 140 % du courant de phase du moteur, ce qui entraîne une génération de chaleur plus élevée du moteur.

12. Comment déterminez-vous l'alimentation CC pour les pilotes de moteur pas à pas hybrides ? A. Détermination de la tension : La tension de l'alimentation des pilotes de moteur pas à pas hybrides se situe généralement dans une large plage (par exemple, 12 à 48 V CC). Le choix de la tension d'alimentation dépend de la vitesse de fonctionnement du moteur et des exigences de réponse. Si le moteur fonctionne à des vitesses élevées ou nécessite une réponse rapide, une tension plus élevée peut être sélectionnée. Cependant, il est important de s'assurer que la tension d'ondulation de l'alimentation ne dépasse pas la tension d'entrée maximale du pilote pour éviter d'endommager le pilote. B. Détermination du courant : le courant d'alimentation est généralement déterminé en fonction du courant de phase de sortie (I) du pilote. Si vous utilisez une alimentation linéaire, le courant d'alimentation peut être réglé entre 1.1 et 1.3 fois le courant de phase (I). Si vous utilisez une alimentation à découpage, le courant de l'alimentation peut être réglé entre 1.5 et 2.0 fois le courant de phase (I).