Vues : 9 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2023-05-16 Origine : Site
Dans cet article, nous aborderons les bases des moteurs pas à pas.Vous découvrirez le principe de fonctionnement, la méthode de contrôle, l'utilisation et les types de moteurs pas à pas.
Un moteur pas à pas est un moteur électrique dont la principale caractéristique est que son arbre tourne en effectuant des pas, c'est-à-dire en se déplaçant d'un nombre fixe de degrés.Cette caractéristique est obtenue grâce à la structure interne du moteur et permet de connaître la position angulaire exacte de l'arbre en comptant simplement le nombre de pas effectués, sans avoir besoin de capteur.Cette fonctionnalité le rend également adapté à un large éventail d’applications.
Comme tous les moteurs électriques, les moteurs pas à pas comportent une partie fixe (le stator) et une partie mobile (le rotor).Sur le stator se trouvent des dents sur lesquelles sont câblées les bobines, tandis que le rotor est soit un aimant permanent, soit un noyau de fer à réluctance variable.Nous approfondirons plus tard les différentes structures du rotor.Le principe de fonctionnement de base du moteur pas à pas est le suivant : en alimentant une ou plusieurs phases du stator, un champ magnétique est généré par le courant circulant dans la bobine et le rotor s'aligne sur ce champ.En fournissant différentes phases en séquence, le rotor peut être tourné d'une quantité spécifique pour atteindre la position finale souhaitée.
Il existe différents pilotes de moteur pas à pas disponibles sur le marché, qui présentent différentes fonctionnalités pour des applications spécifiques.Les caractéristiques les plus importantes incluent l'interface de saisie.Les options les plus courantes sont :
Pas/Direction – En envoyant une impulsion sur la broche Step, le pilote modifie sa sortie de telle sorte que le moteur effectue un pas dont la direction est déterminée par le niveau sur la broche Direction.
Phase/Activation – Pour chaque phase d'enroulement du stator, Phase détermine la direction du courant et déclenche l'activation si la phase est sous tension.
PWM – Contrôle directement les signaux de porte des FET côté bas et côté haut.
Une autre caractéristique importante d'un pilote de moteur pas à pas est qu'il est uniquement capable de contrôler la tension aux bornes de l'enroulement, ou également le courant qui le traverse :
Avec le contrôle de tension, le pilote régule uniquement la tension aux bornes de l’enroulement.Le couple développé et la vitesse d'exécution des étapes dépendent uniquement des caractéristiques du moteur et de la charge.
Les pilotes de contrôle de courant sont plus avancés, car ils régulent le courant circulant dans la bobine active afin de mieux contrôler le couple produit, et donc le comportement dynamique de l'ensemble du système.
Le stator du moteur pas à pas réactif est constitué de tôles d'acier au silicium et les deux pôles magnétiques opposés sont enroulés avec le même enroulement avec des directions d'enroulement différentes.Lorsqu'il est sous tension, une paire de pôles N et S sont formés et il n'y a aucun enroulement dans le rotor du moteur.Le rotor du moteur est en matériau magnétique doux.Il existe de nombreuses petites dents de même taille et du même espacement sur la surface extérieure du pôle du rotor et sur la surface intérieure du pôle du stator.La force électromagnétique est la force motrice du mouvement du moteur pas à pas réactif.Sous l'action de la force électromagnétique, le rotor se déplacera vers la position de perméabilité magnétique maximale (ou de résistance magnétique minimale) et sera dans un état équilibré.
Le matériau du rotor du moteur pas à pas à aimant permanent est un magnétisme permanent, le nombre de pôles du rotor et du stator est le même, le couple de sortie du moteur est grand et l'angle de pas est relativement grand, mais les performances de travail est bon.
La structure du stator du moteur pas à pas hybride est la même que celle du moteur pas à pas réactif.Le rotor est divisé en deux sections dans la direction axiale.Le même nombre et la même taille de petites dents sont répartis uniformément dans la direction circonférentielle du noyau de fer des deux sections, mais elles sont mal placées de la moitié du pas des dents.Un aimant permanent est intégré au milieu des deux noyaux de fer, de sorte que le noyau de fer à une extrémité du rotor soit au pôle N et le noyau de fer à l'autre extrémité soit au pôle S, comme le montre la figure 1.1.Les polarités N et S du rotor restent inchangées, et le changement séquentiel des polarités N et S des pôles magnétiques du stator est réalisé en contrôlant le courant d'enroulement du stator, et une force correspondante est générée sur les pôles N et S du rotor. pour pousser le rotor à tourner selon les besoins.Étant donné que le champ magnétique permanent du rotor du moteur pas à pas hybride génère également une partie du couple, celui-ci est supérieur au couple généré par le champ magnétique du stator du moteur pas à pas réactif.
Choisir un moteur pas à pas pour CNC nécessite de comprendre vos exigences en matière de couple et de régime (vitesse).
Le meilleur moteur pas à pas sera capable de fournir le couple requis tout en étant suffisamment rapide. Je vous dévoile mes meilleurs choix en fonction de la catégorie du moteur pas à pas :
Maintenant que nous comprenons les principes de fonctionnement des moteurs pas à pas, il est utile de résumer leurs avantages et inconvénients par rapport aux autres types de moteurs.
Les moteurs pas à pas sont des moteurs électriques qui convertissent les impulsions électriques en mouvements mécaniques précis, ce qui en fait une solution idéale pour de nombreuses applications médicales.Les dispositifs et équipements médicaux nécessitent souvent un positionnement de haute précision, un faible bruit et des capacités de couple élevées, qui peuvent toutes être obtenues avec des moteurs pas à pas.
L’un des principaux avantages des moteurs pas à pas est leur capacité à fournir des mouvements précis et exacts.Cela en fait un excellent choix pour les applications médicales telles que les robots chirurgicaux, les pompes à perfusion et les tomodensitomètres, où même de petits écarts par rapport à la trajectoire ou à la position prévue peuvent avoir de graves conséquences.Les moteurs pas à pas peuvent également être programmés pour fournir un mouvement fluide et contrôlé, ce qui est essentiel dans les procédures chirurgicales et l'imagerie médicale.L'erreur de pourcentage ne s'accumule pas lorsque le moteur tourne.
1. Il est capable de fonctionner à une large plage de vitesses, y compris des vitesses très lentes sans réducteur.
2. Le moteur pas à pas offre une excellente réponse pendant les modes de démarrage, d'arrêt et de marche arrière.
3. Il est très fiable puisqu’aucun balai ni collecteur n’est utilisé.Sa durée de vie dépend de la durée de vie du roulement.
4. Le circuit de commande du moteur pas à pas est simple et peu coûteux.Il est principalement utilisé pour les applications de faible puissance. Le nombre de phases du moteur pas à pas : fait référence au nombre de groupes de bobines à l'intérieur du moteur.Actuellement, les systèmes biphasés et triphasés sont couramment utilisés.
1. Angle de pas : correspondant à un signal d'impulsion, le déplacement angulaire du rotor du moteur.
Paramètres électriques : courant, résistance, inductance.
Couple de maintien : fait référence au moment où le moteur pas à pas est alimenté mais ne tourne pas, le stator verrouille le rotor.
2. Couple de positionnement : Le couple de verrouillage du rotor du moteur lui-même lorsque le moteur n'est pas alimenté.
3. Caractéristiques couple-fréquence de fonctionnement : courbe de la relation entre le couple de sortie et la fréquence pendant le fonctionnement du moteur mesuré dans certaines conditions de test.
Premièrement, le moteur pas à pas est principalement utilisé dans certaines occasions avec des exigences de positionnement, telles que : table de coupe de fil traînée, table de machine à touffeter (positionnement des pores), machine d'emballage (longueur fixe), essentiellement toutes les occasions impliquant un positionnement. Utilisez-le.
Deuxièmement, il est largement utilisé dans les imprimantes 3D, les équipements de surveillance, les serrures intelligentes, les analyseurs de sang, les microscopes intelligents, les testeurs de vision et d'autres domaines, particulièrement adapté aux applications nécessitant un fonctionnement stable, un faible bruit, une réponse rapide, une longue durée de vie et un couple de sortie élevé. .
Troisièmement, les moteurs pas à pas sont largement utilisés dans les machines et équipements textiles tels que les machines à broder informatisées.Les caractéristiques de ce type de moteurs pas à pas sont que le couple n'est pas élevé, la vitesse de réponse aux démarrages fréquents est rapide, le bruit de fonctionnement est faible, le fonctionnement est stable et les performances de contrôle sont bonnes., Le coût de l’ensemble de la machine est faible.
Précautions d'application du moteur pas à pas :
1. Le moteur pas à pas est utilisé à basse vitesse --- la vitesse ne dépasse pas 1000 tours par minute (6666PPS à 0,9 degrés), de préférence entre 1000 et 3000PPS (0,9 degrés), et il peut être utilisé ici par un dispositif ralentisseur.À l'heure actuelle, le moteur a une efficacité de travail élevée et un faible bruit.
2. Il est préférable de ne pas utiliser le moteur pas à pas en état de pas complet, la vibration est importante dans l'état de pas complet.
3. Pour les charges avec un moment d'inertie important, un moteur de grande taille doit être sélectionné.
4. Lorsque le moteur tourne à une vitesse plus élevée ou à une charge d'inertie importante, c'est un gène.
