Le moteur pas à pas est un moteur à boucle ouverte qui transforme un signal d'impulsion électrique en déplacement angulaire ou linéaire. En l'absence de pertes de pas, la vitesse et la position d'arrêt du moteur dépendent de la fréquence et du nombre d'impulsions du signal, indépendamment des variations de charge. Lorsqu'il reçoit un signal d'impulsion, le moteur effectue une rotation d'un angle fixe (angle de pas) selon la direction de consigne. Le déplacement angulaire et la vitesse du moteur peuvent être contrôlés en ajustant le nombre et la fréquence des impulsions, permettant ainsi une commande précise en boucle ouverte. Cependant, des erreurs subsistent entre l'angle de rotation réel du moteur et la distance de pas théorique. Ces erreurs varient d'un pas à l'autre, bien que le nombre de pas de chaque cycle soit constant. En l'absence de pertes de pas, ces erreurs ne s'accumulent pas sur une longue période.
Comment éviter les pertes de pas avec un moteur pas à pas comme mentionné ci-dessus ? Tout d’abord, il faut comprendre pourquoi un moteur pas à pas perd des pas.
1. L'accélération du rotor est inférieure à la vitesse de rotation du champ magnétique du moteur pas à pas. Autrement dit, lorsque la vitesse du rotor est inférieure à la vitesse de commutation, le moteur perd des pas. Ceci s'explique par une puissance d'entrée insuffisante : le couple généré ne peut pas compenser la vitesse du rotor par rapport à la vitesse du champ magnétique du stator, ce qui entraîne la perte de pas.
2. La vitesse moyenne du rotor est supérieure à la vitesse de rotation moyenne du champ magnétique du stator. Le stator met plus de temps à être excité, ce qui est supérieur au temps nécessaire au moteur pas à pas. Le rotor accumule trop d'énergie lors du déplacement du moteur, ce qui entraîne un couple moteur trop important et un dysfonctionnement du moteur.
3. L'inertie de la charge du moteur pas à pas est importante.
4. Le moteur pas à pas produit la résonance.
En réalité, la perte de pas d'un moteur pas à pas est principalement due à un mauvais choix de son contrôleur. Seul un contrôleur adapté permet au moteur pas à pas d'exploiter pleinement sa précision de contrôle. Ce contrôleur doit être dimensionné en fonction du courant du moteur. Pour des applications exigeant de faibles vibrations ou une haute précision, un contrôleur à sous-modules peut être utilisé. Pour les moteurs à couple élevé, un actionneur haute tension est privilégié afin d'obtenir de bonnes performances à haute vitesse. Concernant le contrôleur, beaucoup utilisent directement une alimentation à découpage. Cependant, il est généralement préférable de ne pas l'utiliser, surtout pour les moteurs pas à pas à couple élevé, sauf si sa puissance est au moins deux fois supérieure à la puissance requise. En effet, le moteur en fonctionnement présente une forte inductance, ce qui peut engendrer une surtension instantanée. La résistance aux surcharges de l'alimentation à découpage est insuffisante et elle provoque une mise hors tension automatique. De plus, sa capacité de stabilisation de tension précise n'est pas nécessaire. Une surcharge peut même endommager l'alimentation et le contrôleur. Pour alimenter le moteur pas à pas, l'alimentation CC peut être remplacée par un transformateur toroïdal ou R classique.
La résonance d'un moteur pas à pas se produit lorsque la fréquence d'impulsion du moteur est égale à sa fréquence propre. Cette fréquence est liée au niveau de subdivision du contrôleur. Lors de l'utilisation d'un moteur pas à pas, la capacité de subdivision de l'actionneur est cruciale. Plus la plage de résonance est réduite, mieux c'est. Une forte intensité de charge est due à une surcharge du moteur pas à pas. Il est donc impératif d'éviter toute surcharge lors de son utilisation.
Date de publication : 26 mai 2025





