En bref
Un moteur pas à pas est un moteur électrique dont le rotor tourne par pas angulaires fixes grâce à des impulsions de courant, ce qui permet de positionner sans codeur.
Sommaire
Moteur pas à pas : définition
Dans un moteur pas à pas, une électronique de commande (driver) crée dans les enroulements un champ magnétique qui avance pas à pas et que le rotor suit. Chaque impulsion fait tourner le rotor d’un angle fixe. Le nombre d’impulsions donne la position, la fréquence des impulsions la vitesse. Un moteur pas à pas peut donc fonctionner en boucle ouverte, sans retour d’information, tant qu’il n’est pas surchargé et ne perd pas de pas.
Les moteurs pas à pas hybrides sont répandus, souvent avec 200 pas par tour, soit 1,8 degré par pas. Le fonctionnement en demi-pas et en micropas du driver rend le mouvement plus fin et plus régulier. Les grandeurs caractéristiques sont l’angle de pas, le couple de maintien, le courant de phase, la résistance d’enroulement, le nombre de phases, la taille de bride et l’exécution de l’arbre. Le couple disponible diminue nettement lorsque la vitesse augmente. Les versions avec codeur ou en boucle fermée détectent les pertes de pas et les corrigent.
Les moteurs pas à pas équipent les doseuses et étiqueteuses, les appareils de laboratoire, les réglages de format, les entraînements de vannes et les petits axes de positionnement. Les problèmes typiques sont les pertes de pas dues à une surcharge ou à des résonances, l’échauffement, l’usure des roulements et la rupture de câble. Les bruits de roulement annoncent souvent l’usure à un stade précoce.
En pratique : maintenance et achats
Pour un remplacement, comptent la taille de bride, la longueur, le diamètre et la longueur de l’arbre, le couple de maintien, le courant de phase et le câblage des enroulements, afin que le driver existant reste adapté. Un moteur ayant un autre courant de phase ne peut être utilisé que si le driver est réglé en conséquence.
Synonymes et abréviations: stepper motor · stepping motor · moteur pas-à-pas hybride · moteur à pas
Questions fréquentes
Comment fonctionne un moteur pas à pas ?
Le driver alimente les enroulements dans un ordre déterminé. Le champ magnétique avance à chaque fois d’un cran et le rotor s’aligne sur lui. Chaque impulsion correspond à un pas. La commande compte les impulsions et connaît ainsi la position sans la mesurer. Il faut pour cela que le couple de charge reste inférieur au couple moteur disponible.
Qu’est-ce que le fonctionnement en micropas ?
En micropas, le driver divise chaque pas entier en de nombreux petits pas intermédiaires en faisant varier finement les courants dans les enroulements. Le moteur tourne ainsi plus régulièrement, les résonances sont atténuées et la résolution augmente. La précision de positionnement réelle dépend toutefois toujours du moteur, de la charge et de la mécanique.
Quelles données faut-il pour remplacer un moteur pas à pas ?
Il faut la désignation du type ou, à défaut, la taille de bride, la longueur, l’angle de pas, le couple de maintien, le courant de phase, la résistance ou l’inductance d’enroulement, le nombre de fils de raccordement et les dimensions de l’arbre. Il importe aussi de savoir si un frein, un codeur ou un réducteur est monté et quel driver pilote le moteur.
Pourquoi un moteur pas à pas perd-il des pas ?
Les pertes de pas surviennent lorsque le couple de charge dépasse le couple moteur disponible, lorsque l’accélération est trop rapide ou lorsque des résonances mécaniques apparaissent. Un courant réglé trop bas sur le driver ou une tension d’alimentation trop faible à vitesse élevée sont aussi des causes possibles. Sans codeur, la commande ne remarque pas l’erreur de position.