Qu’est-ce qu’un moteur pas à pas 2 phases ?
Les moteurs pas à pas, également appelés moteurs à impulsions, sont des moteurs dans lesquels l’angle de l’axe de rotation est déterminé lorsqu’une impulsion est émise par une source externe. L’angle de fonctionnement et la vitesse peuvent être déterminés en synchronisation avec le signal d’impulsion envoyé de l’extérieur. Il n’est pas possible d’appliquer des charges importantes.
Deux pôles magnétiques se faisant face forment une phase, et la méthode de contrôle et l’angle de fonctionnement en une impulsion varient en fonction du nombre de phases. Les moteurs pas à pas 2 phases désignent les moteurs pas à pas composés de deux phases, la phase A et la phase B.
Utilisations des moteurs pas à pas 2 phases
Comme l’angle de fonctionnement et la vitesse peuvent être déterminés en synchronisation avec des signaux d’impulsion envoyés de l’extérieur, ils sont souvent utilisés dans des objets qui fonctionnent à un moment et à une distance donnés (angle de rotation). Il est également facile de détecter un signal de commutation et d’arrêter immédiatement la machine. Cependant, ils ne peuvent pas être utilisés dans les zones où des charges importantes sont appliquées.
Les horloges, les équipements industriels (machines de transport, robots), les imprimantes, les fentes et les mouvements de l’objectif d’un appareil photo en sont des exemples d’utilisation.
Ils sont utilisés dans les domaines où des charges légères sont appliquées et où la précision est requise.
Principe des moteurs pas à pas 2 phases
Les moteurs pas à pas 2 phases se composent principalement d’un arbre rotatif avec un stator, appelé rotor, et un stator extérieur, appelé stator. Lorsque l’électricité est appliquée au stator, une force magnétique est générée et l’arbre rotatif tourne jusqu’à la position où les rotors s’attirent l’un l’autre, puis s’arrête. La rotation est obtenue en changeant successivement la position du stator auquel l’électricité est appliquée.
- Type de moteur VR
Le rotor est en fer. Le rotor et le stator ont plusieurs dents convexes. Peu utilisé à l’heure actuelle. - Type de moteur PM
Le rotor est constitué d’aimants permanents. Le stator est enroulé avec des bobines disposées tous les 90 degrés, qui conduisent l’électricité vers le stator à des positions opposées. Le nombre de pôles peut être augmenté en augmentant le pas de magnétisation du côté du rotor, mais la limite est d’environ 20 pôles en raison de l’espacement des magnétisations. - Type de moteur HB
L’arbre rotatif comporte un aimant cylindrique qui est pris en sandwich entre deux rotors dont les dents sont montées de manière à être décalées d’un demi-pas.
Le stator comporte plusieurs dents convexes avec des enroulements disposés tous les 90 degrés. L’électricité est appliquée au stator dans la position opposée.
Câblage des moteurs pas à pas 2 phases
Les caractéristiques d’un moteur pas à pas 2 phases dépendent de la méthode de câblage. Lors de la conception d’un appareil, la connaissance de cette méthode de câblage peut aider à atteindre le bon équilibre entre le coût et les performances de l’appareil.
- Câblage bipolaire
Il s’agit d’une méthode où le courant est appliqué aux enroulements du moteur dans les deux sens. Comme il n’y a qu’un seul enroulement, la structure interne du moteur est simplifiée. Cependant, le circuit d’entraînement pour faire fonctionner le moteur est plus complexe.
Comme un seul enroulement est nécessaire, le couple de sortie est plus élevé qu’avec un câblage unipolaire (voir ci-dessous). En outre, les caractéristiques du couple diffèrent de celles du câblage unipolaire. - Câblage unipolaire
Il s’agit d’une méthode où le courant est toujours appliqué aux enroulements du moteur dans un sens constant. Comme il y a deux enroulements, la structure interne du moteur est plus complexe. Cependant, le circuit d’entraînement pour faire fonctionner le moteur est plus simple.
L’idée de base est que le couple de sortie est inférieur de moitié à celui d’un câblage bipolaire, car deux enroulements sont placés dans l’espace limité à l’intérieur du moteur et un enroulement est toujours au repos. Toutefois, comme indiqué ci-dessus, les caractéristiques du couple diffèrent de celles du câblage bipolaire.
Contrôle des moteurs pas à pas 2 phases
Les moteurs pas à pas optimisent leurs caractéristiques en réglant leur vitesse de rotation en fonction du temps. Le réglage de la vitesse de rotation en fonction du temps est généralement appelé schéma de fonctionnement. Il existe deux types de schémas de fonctionnement.
- Schéma de fonctionnement à démarrage automatique
Il s’agit d’un schéma de fonctionnement dans lequel le moteur tourne à la même vitesse du début à la fin.
Il est appelé entraînement rectangulaire parce que le graphique de la vitesse et du temps forme un carré (rectangle).
- Schéma de fonctionnement à entraînement trapézoïdal
Il s’agit d’un mode de fonctionnement dans lequel le moteur tourne à une vitesse lente au début, augmente progressivement jusqu’à une vitesse élevée, tourne à la vitesse maximale pendant un certain temps, puis diminue progressivement jusqu’à une vitesse faible et s’arrête.
On parle d’entraînement trapézoïdal parce que le graphique de la vitesse et du temps a une forme trapézoïdale.
La vitesse du moteur ne peut pas être réglée à volonté, elle est déterminée par les facteurs suivants
- Les caractéristiques du moteur choisi
- La masse de l’objet à déplacer
- Le frottement appliqué à l’objet à déplacer
- La puissance appliquée au moteur
- La façon dont le moteur est câblé
- La façon dont le moteur est excité
Les caractéristiques du moteur choisi, en particulier l’inertie du rotor, sont d’une importance capitale, surtout lorsqu’il s’agit d’applications nécessitant un mouvement et un arrêt rapides.