La solution consiste à ajouter des rotors et des stators empilés, mais il faut alors accepter un moteur physiquement plus long.

Les moteurs pas à pas offrent un contrôle précis de la position sans nécessiter de rétroaction, contrairement aux systèmes de commande en boucle ouverte. Alimenté par un courant continu, l'arbre d'un moteur pas à pas effectue des mouvements angulaires discrets d'amplitude quasi uniforme. Chaque impulsion numérique correspond à un incrément de déplacement angulaire. L'augmentation du nombre d'impulsions entraîne la rotation du moteur. Un nombre précis d'impulsions permet de positionner le moteur avec exactitude.

Les moteurs pas à pas sont la technologie de prédilection pour de nombreuses applications de commande de mouvement grâce à leur fonctionnement simple, leur excellent positionnement et leur faible coût. En mode boucle ouverte, ils sont particulièrement adaptés aux applications à basse vitesse, charges bien définies et mouvements répétitifs. SH : Tailles de châssis

L'Association nationale des fabricants de moteurs électriques (NEMA) a établi une normalisation des dimensions de châssis afin de faciliter le choix des moteurs pas à pas. Ces moteurs sont classés par taille de châssis, par exemple « taille 11 » ou « taille 23 ». Le numéro de taille de châssis correspond aux dimensions de la plaque frontale du moteur. Un moteur pas à pas de taille 11, par exemple, possède une plaque frontale de 28 mm × 28 mm (1,1 pouce × 1,1 pouce), tandis que celle d'un moteur pas à pas de taille 23 mesure environ 56,4 mm × 56,4 mm (2,3 pouces × 2,3 pouces).

Les normes NEMA permettent aux utilisateurs de passer d'un fabricant de moteurs pas à pas à un autre sans avoir à modifier sensiblement les supports de montage, les accouplements et autres composants. Cependant, deux moteurs de même taille NEMA, mais de fabricants différents, peuvent présenter de légères différences. La longueur de l'arbre et la présence d'un méplat pour les vis de blocage varient selon les fournisseurs. Les normes NEMA ne définissent pas non plus les caractéristiques électriques telles que le nombre de fils conducteurs ou l'impédance d'enroulement. Il est donc essentiel d'examiner attentivement toutes les spécifications avant d'acheter des moteurs pas à pas d'un autre fabricant.

Les moteurs pas à pas de tailles 8, 11 et 14 sont parfaitement adaptés aux applications où l'espace est limité, comme les dispositifs médicaux, les équipements d'automatisation de laboratoire, les imprimantes, les distributeurs automatiques de billets, les systèmes de surveillance et l'électronique grand public. Les moteurs pas à pas de plus grande taille sont fréquemment utilisés dans des applications industrielles telles que les machines d'emballage, les équipements de test et de mesure, les machines d'assemblage, les équipements de fabrication de semi-conducteurs et les équipements de manutention.

Les moteurs pas à pas de grande taille génèrent un couple supérieur à celui des moteurs de petite taille. Bien qu'ils augmentent le couple, ces moteurs plus volumineux ne s'adaptent pas toujours à l'espace limité d'une application. Cependant, si la principale contrainte d'espace est le diamètre du moteur, les ingénieurs peuvent augmenter le couple d'un moteur pas à pas de taille donnée en augmentant sa longueur. Pour construire un moteur pas à pas à couple plus élevé, plusieurs sections de rotor et de stator sont assemblées, ce qui explique l'augmentation de sa longueur. Le moteur pas à pas génère ainsi plus de couple au prix d'une longueur accrue, sans pour autant augmenter sa largeur ou sa hauteur. L'effet de la longueur d'assemblage sur les moteurs de taille 17 est visible sur l'image ci-contre.

Le tableau ci-contre présente les valeurs typiques de couple de maintien (en newtons-mètres) pour des moteurs de différentes tailles et longueurs d'empilage. La possibilité de choisir la longueur d'empilage adaptée à une même taille de châssis offre aux ingénieurs une grande flexibilité dans la sélection des moteurs. Il arrive que l'espace disponible permette d'installer un moteur plus long, tandis que dans d'autres cas, il est préférable d'opter pour un moteur plus court, mais de plus grande taille.

Les moteurs pas à pas à couple ultra-élevé constituent une autre solution efficace pour augmenter le couple à taille de châssis égale. Ils peuvent accroître le couple de maintien de 25 à 45 % pour un moteur pas à pas de taille identique à celle d'un moteur conventionnel. Ainsi, les moteurs pas à pas à couple ultra-élevé permettent d'obtenir le couple nécessaire à une application sans avoir recours à des châssis plus grands.

Grâce à une conception magnétique améliorée, ces moteurs pas à pas produisent un couple supérieur, tiré de la variation de perméabilité magnétique créée par les dents du rotor et du stator. L'ajout d'aimants en terres rares entre les dents accentue cette variation de perméabilité magnétique.

Par exemple, un moteur pas à pas classique de taille 34 peut produire un couple de maintien de 5,9 Nm. La version à couple ultra-élevé de ce même moteur produit jusqu'à 9 Nm de couple de maintien. Pour atteindre ce même couple, un moteur classique devrait être 31 % plus long.

Bien que le couple et la vitesse du moteur soient des facteurs essentiels dans le choix du moteur pas à pas idéal pour une application, il ne faut pas négliger l'importance de la taille, de la longueur et du type du châssis. Un moteur trop grand peut engendrer des coûts inutiles ou une surchauffe. À l'inverse, un moteur trop petit risque de ne pas fournir un couple suffisant pour un contrôle de mouvement fiable. Dans le cas où l'utilisation d'un châssis plus grand n'est pas envisageable, il est conseillé d'opter pour des moteurs à très haut couple et à empilage allongé. Enfin, en cas de doute, il est toujours judicieux de consulter votre fournisseur de moteurs afin de déterminer les options les plus adaptées à votre application.