Guide Motion Control du GIMELEC - Ministère de l'Éducation ...

3- L’entraînement
3-4- Les moteurs
de permettent ainsi la rotation d’un axe avec beaucoup de précision de vitesse
et de position.
Leur fonctionnement s’apparente donc à celui d’un moteur synchrone
quand l’arbre est en rotation continue, les plus rapides dépassent rarement
la vitesse maximale de 3 000 tr/min.
Toute application impliquant l’utilisation d’un moteur pas-à-pas nécessite
de collecter les informations indispensables à un bon dimensionnement, à
savoir :
■■l’inertie de la charge à entraîner (en kg.m²),
■■le type d’entraînement mécanique (vis, courroie crantée, crémaillère,
etc.) pour estimer le rendement de la chaîne cinématique,
■■le type de guidage, afin d’estimer les frottements (secs et visqueux),
■■le couple de travail ramené à l’arbre du moteur,
■■le déplacement le plus critique (distance en fonction d’un temps),
■■les temps d’accélération de décélération.
La charge a une influence directe sur le calcul du couple moteur via les paramètres
du calcul inertiel (en kg.m²) et de l’accélération (en m/s²). Pour
des paramètres d’accélération et de chaîne cinématique identiques, un
moteur pas-à-pas n’aura pas besoin du même couple selon la charge mise
en jeu.
Pour une application industrielle, le dimensionnement d’un moteur pas-àpas
doit être calculé de façon rigoureuse ou être surdimensionné afin
d’éviter toute perte de pas. Le moteur pas-à-pas fonctionnant en boucle
ouverte (sans asservissement), il ne récupère pas sa position de consigne
en cas de surcharge par exemple.
Rotor
Pour pallier cet inconvénient, certains fabricants proposent un codeur associé
au moteur.
Fonctionnement du moteur pas-à-pas
Bobinage
Figure 28 Représentation d’un moteur pas-à-pas
Pôle nord Aimant Pôle sud
Pour expliquer le fonctionnent d’un moteur pas-à-pas, nous allons prendre
un modèle rudimentaire de moteur hybride tel que reproduit Figure 28. Le
stator consiste en un cylindre comportant quatre protubérances. Les bobines
sont enroulées autour de celles-ci.
Le rotor de cet appareil consiste en deux pièces ferromagnétiques
possédant chacune trois dents (voir Figure 29). Entre ces deux pièces se
trouve un aimant permanent magnétisé dans le sens de l’axe du rotor,
créant ainsi un pôle sud sur une pièce, et un pôle nord sur l’autre. On a
donc un rotor comportant 3 paires de pôles sud/nord. Nous avons choisi
une disposition simple pour faciliter la description du fonctionnement,
mais il est évident que l’on peut, sans problème, augmenter le nombre de
dents et multiplier ainsi le nombre de positions.
Figure 29 Représentation d’un rotor de moteur
pas-à-pas hybride
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