Quelques questions populaires sur les moteurs pas à pas

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

2. Quels sont les types de moteurs pas à pas ? Les moteurs pas à pas sont classifiés en trois types : à Aimant Permanent (AP), à Réticence Variable (RV) 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 Réticence Variable ont généralement trois phases, offrant une sortie de couple élevée mais produisant beaucoup de bruit et de vibrations. Ils ont été largement éliminés dans les pays développés depuis les années 1980. Les moteurs pas à pas Hybrides combinent les avantages des types à Aimant Permanent et à Réticence Variable, et existent en variantes à deux phases et à 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 faibles vitesses. Comme le couple de sortie d'un moteur pas à pas diminue avec l'augmentation de la vitesse, le couple de maintien devient un paramètre crucial pour l'évaluation du moteur pas à pas. Par exemple, lorsqu'on parle d'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 le couple de détente en Chine, ce qui peut entraîner des malentendus. Le couple de détente n'est pas applicable aux moteurs pas à pas à réluctance variable, car leurs rotors ne sont pas fabriqués à partir de matériaux aimantés permanents.

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

6. Quelle est la température externe admissible pour les moteurs pas à pas ? Une température excessive peut démagnétiser les matériaux magnétiques des moteurs pas à pas, entraînant une diminution du couple et une perte éventuelle d'étapes. Par conséquent, la température externe maximale admissible pour 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 au-dessus de 130 degrés Celsius, certains dépassant même 200 degrés Celsius, donc une température externe de 80 à 90 degrés Celsius est généralement considérée comme normale.

7. Pourquoi le couple d'un moteur pas à pas diminue-t-il lorsque la vitesse augmente ? Lorsque le moteur pas à pas tourne, l'inductance de ses bobines génératrices produit une force électromotrice inverse (EMF). Plus la fréquence (ou la vitesse) est élevée, plus cette EMF inverse devient importante. En conséquence, le courant de phase dans le moteur diminue avec l'augmentation de la fréquence (vitesse), entraînant une réduction du couple.

8. Pourquoi un moteur pas à pas peut-il fonctionner normalement à faible vitesse mais échouer à démarrer à des vitesses élevées avec un bruit strident ? Les moteurs pas à pas ont un paramètre technique appelé « fréquence de démarrage au point mort », qui correspond 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 échouer à démarrer, perdre des pas ou stagner. Dans les situations avec une charge, la fréquence de démarrage doit être encore plus basse. Pour atteindre une rotation à haute vitesse, la fréquence d'impulsion doit avoir un processus d'accélération, en commençant par une fréquence plus basse et en augmentant progressivement jusqu'à la fréquence élevée souhaitée (accélérant le moteur de basse à haute vitesse).

9. Comment les vibrations et le bruit peuvent-ils être atténués lorsque les moteurs pas à pas hybrides biphasés fonctionnent à faible vitesse ? Les vibrations et le bruit sont des inconvénients inhérents des moteurs pas à pas lorsqu'ils fonctionnent à faible 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. Utiliser des pilotes avec une capacité de micro-pas, qui est l'approche la plus courante et la plus simple. C. Passer aux moteurs pas à pas avec des angles de pas plus petits, tels que les moteurs pas à pas triphasés ou pentaphasés. D. Basculer vers des moteurs servo AC, qui peuvent presque éliminer complètement les vibrations et le bruit, mais à un coût supérieur. E. Ajouter des amortisseurs magnétiques à l'arbre du moteur, bien que cela nécessite des modifications mécaniques importantes.

10. Le nombre de subdivisions d'un pilote à micro-pas représente-t-il la précision ? La technologie de subdivision des moteurs pas à pas est essentiellement une forme de technologie d'amortissement électronique (référez-vous à la documentation pertinente). Son objectif principal est de réduire ou d'éliminer les vibrations à basse fréquence lors du fonctionnement du moteur pas à pas, et l'amélioration de la précision 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 degré, si le pilote de subdivision est réglé sur 4, la résolution du moteur est de 0,45 degré par impulsion. 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 à subdivision peut varier considérablement d'un fabricant à l'autre, 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 hybrides à quatre phases et leurs actionneurs ? Les moteurs pas à pas hybrides à quatre phases sont généralement pilotés par des actionneurs à deux phases. Par conséquent, vous pouvez connecter le moteur à quatre phases soit en configuration série, soit en parallèle pour qu'il se comporte comme un moteur à deux phases. La méthode de connexion en série est généralement utilisée dans les situations où le moteur fonctionne à faible vitesse. Dans ce cas, le courant de sortie de l'actionneur doit être de 70 % du courant de phase du moteur, ce qui entraîne une génération de chaleur moindre au niveau du moteur. La méthode de connexion en parallèle, également appelée méthode haute vitesse, est généralement utilisée lorsque le moteur fonctionne à des vitesses élevées. Elle nécessite que le courant de sortie de l'actionneur soit de 140 % du courant de phase du moteur, ce qui provoque une génération accrue de chaleur.

12. Comment déterminez-vous l'alimentation en courant continu pour les moteurs pas à pas hybrides ? A. Détermination de la tension : La tension de l'alimentation pour les moteurs pas à pas hybrides se situe généralement dans une large plage (par exemple, 12 à 48 VCC). 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 haute vitesse ou nécessite une réponse rapide, une tension plus élevée peut être choisie. Cependant, il est important de s'assurer que la tension parasite de l'alimentation n'excède pas la tension d'entrée maximale du pilote afin d'éviter d'endommager le pilote. B. Détermination du courant : Le courant d'alimentation est généralement déterminé en fonction du courant de phase de sortie du pilote (I). Si vous utilisez une alimentation linéaire, le courant d'alimentation peut être fixé à 1,1 à 1,3 fois le courant de phase (I). Si vous utilisez une alimentation commutée, le courant d'alimentation peut être fixé à 1,5 à 2,0 fois le courant de phase (I).