Comment fonctionne un moteur pas à pas.

Les moteurs pas à pas sont l'un des types de moteurs les plus couramment utilisés par les ingénieurs modernes en raison de leur facilité d'utilisation et de leurs capacités de contrôle de position de précision. Cet article donne un aperçu de l'anatomie des moteurs pas à pas à réticence variable et des moteurs pas à pas hybrides.

Tailles NEMA

Les tailles NEMA sont une série de dimensions de boîtier standardisées mises en place par la National Electrical Manufacturers Association des États-Unis, communément abrégées en NEMA.

Le nombre NEMA d'un moteur donné représente la largeur de face du boîtier du moteur en pouces, augmentée d'un facteur de 10. Par exemple, un moteur NEMA 14mesure 1,4 pouces, un NEMA 17est 1,7 pouces et un NEMA 23mesure 2,3 pouces. Bien que tous les moteurs d'une classification NEMA aient la même taille de face, la longueur des corps du moteur n'est pas une dimension constante et peut varier considérablement.

Stator

Le stator d'un moteur pas à pas est la section externe du mécanisme interne, qui reste stationnaire pendant le fonctionnement. Le stator est composé de plusieurs phases électromagnétiques, chacune étant composée de plusieurs enroulements solénoïdes.

Enroulements

Les

enroulements ou les bobines sont les composants électromagnétiques de base d'un moteur pas à pas. Une bobine d'électroaimant se compose de seulement deux parties, d'un fil conducteur étroitement enroulé et d'un noyau magnétique. La direction du courant à travers une bobine électromagnétique crée un champ magnétique qui, à son tour, tire les dents du rotor en position.

Phases

Une phase est le nom donné à une collection de plusieurs enroulements, câblés en séquence pour leur permettre de magnétiser à l'unisson. Les phases peuvent être considérées comme le nombre de combinaisons différentes dans lesquelles les bobines d'un moteur pas à pas peuvent être sous tension.

Rotor

Le rotor central d'un moteur pas à pas est un composant essentiel qui permet à l'arbre du moteur de s'engager avec les champs magnétiques créés par les bobines du moteur. Le rotor d'un moteur pas à pas hybride est une colonne ferromagnétisée en permanence avec un grand nombre de dents espacées uniformément. Les dents d'un rotor sont disposées en plusieurs anneaux dentés mal alignés appelés laminations. Ce désalignement encourage le rotor à tourner en douceur et en continu — sans cela, un moteur pas à pas se déplacer en marches brusques, ou pire, simplement se verrouiller pendant le fonctionnement.

Roulements

L' arbre central d'un moteur pas à pas est maintenu en place par l'un des autres roulements rotatifs. Les roulements sont utilisés pour centraliser l'arbre du moteur et réduire le frottement pendant la rotation. La réduction du frottement améliore l'efficacité de fonctionnement et la durée de vie d'un moteur. Étant donné que les moteurs pas à pas sont une construction sans balais avec très peu de sources internes de frottement, les roulements sont généralement la seule partie d'un moteur pas à pas qui deviendra « usé » après une longue durée de vie.

Conducteur

Un pilote de moteur pasà pas peut être un circuit modérément simple ou très complexe qui agit comme un système de contrôle et un amplificateur pour le courant d'entrée d'un moteur pas à pas. Un conducteur est programmé pour diriger le courant vers chaque phase d'un moteur en succession ou en alternance rapide — potentiellement des milliers de fois par seconde. En dirigeant le courant et en engageant chaque phase du moteur par étapes chronométrées avec précision, un moteur pas à pas peut être commandé pour fonctionner à des vitesses maintenues avec précision ou obtenir un positionnement précis.

Comment fonctionne un moteur pas à pas

Nous adorons cette vidéo de Learn Engineering qui montre comment un stepper fonctionne avec des animations propres et explique également le concept de « demi-pas » :

Pour plus d'informations sur les moteurs pas à pas, consultez notre article plus détaillé : Moteurs à pas Unipolar Vs Bipolar