Un moteur pas à pas est un moteur électrique synchrone qui fait un tour avec un nombre équivalent de déplacements. La longueur du segment élémentaire dépend de la précision avec laquelle le rotor est positionné à volonté.Séparément, le déplacement minimum est appelé hauteur.
Le principe de fonctionnement des moteurs pas à pas, une variété de
Un moteur pas à pas, complet avec un pilote, convertit le nombre d'impulsions entrantes en un déplacement angulaire donné de l'arbre. L'appareil est interfacé avec la technologie numérique, le signal de commande est souvent analogique. Les entrées des enroulements sont visitées par l'onde sinusoïdale de la phase souhaitée. Le conducteur, recevant un signal numérique sur les contacts, décode l’onde, génère les signaux de commande du moteur nécessaires. Une, deux, trois, quatre phases. Déterminé par la conception, les besoins de la technologie.
Conception d'un moteur pas à pas
Une caractéristique d'un moteur pas à pas est la forme d'un rotor en acier. Equipé de bâtons, souligné par la mise en place sur la pointe d'une dent tranchante ou émoussée. Dead metal, attiré par les bobines du stator. Il se caractérise par une certaine magnétisation du type résiduel, provoquée par l'action du champ. Le positionnement précis des pôles du stator confère au moteur pas à pas une propriété unique: un positionnement précis dans l’angle de rotation de l’arbre. Il existe des exceptions à la règle, décrites ci-dessous. Les moteurs pas à pas
sont utilisés par l'industrie, la technologie numérique - où vous devez assurer un positionnement précis de l'arbre. Certaines sources datent de l'invention au milieu du XIXe siècle. Les premières informations ont été divulguées à des revues spécialisées dans les années 20 du XXe siècle. Discours sur le moteur pas à pas triphasé à jets. L’utilisation initiale est traditionnellement devenue militaire: sur les navires de la flotte royale de Grande-Bretagne, les nœuds envoyaient des torpilles dans la bonne direction. Plus tard, la technologie a migré, visitant l'armée américaine.
Le premier brevet ouvert a été obtenu pour un dispositif à rotor, un stator à 32 dents, fabriqué par l’ingénieur écossais Walker en 1919.L'appareil est conçu pour fonctionner avec une tension triphasée. Aujourd'hui, les moteurs pas à pas se retrouvent dans les disques durs des ordinateurs personnels, les chaînes de montage automatisées. Les principaux avantages sont le faible coût, la facilité de positionnement. Alternatives non inventés. Les appareils sont utilisés depuis les années 70 environ au XXe siècle et forment quatre groupes principaux: les moteurs pas à pas à aimants permanents
- .
- Moteurs synchrones hybrides.
- Les moteurs à réaction à soupapes. Moteurs pas à pas
- Laveta.
Pôles de divers enroulements, par exemple unifilaire, bifilaire( voir. Bobine d’inductance).Dans le premier cas, le rotor effectue des virages unidirectionnels, sinon pour fournir une commutation de phases supplémentaire. Le moteur bifilaire effectue l'inverse en appliquant simplement une tension à d'autres paires de contacts.À chaque pôle, le fil du fil est enroulé, formant deux bobines. La conception est telle que les signes des champs sont opposés. Fournit une organisation simple de l'inverse. Des schémas similaires sont visibles sur l'exemple du moteur d'entraînement du tambour de la machine à laver.
La pratique mondiale a adopté le marquage normalisé des types de dispositifs indiqués:
- Unifilar:
- Rouge, jaune - le premier enroulement.
- Noir, orange - le deuxième remontage.
- Bifilar:
- Enroulement avec sortie commune centrale. Rouge, noir, rouge avec du blanc - le premier remontage. Vert, blanc, vert avec blanc - le deuxième enroulement.
- Enroulement bipolaire. Rouge, rouge et blanc - la première paire du premier enroulement. Jaune, jaune et blanc - la deuxième paire du premier enroulement. Noir, noir avec blanc - la première paire du deuxième enroulement. Orange, orange et blanc - la deuxième paire du deuxième enroulement.
Chaque enroulement est capable de former plusieurs pôles. Pour activer l'inverse des moteurs pas à pas bifilaires, une autre paire de contacts est commutée. Et si un contrôleur de formage est nécessaire pour former une rotation inversée de variétés unifilaires, il est possible d'utiliser un contacteur ordinaire ici.
Modes de fonctionnement des moteurs pas à pas
Les produits fonctionnent selon plusieurs modes:
- L’étape complète est réalisée en alternant l’alimentation en phases des tensions de commande. Le nombre standard est de 200 mouvements par tour.
- En mode demi-pas après avoir activé une phase, l'état de la partie heure d'activation de la suivante reste inchangé.Il s'avère que deux pôles agissent simultanément sur la dent. L'arbre se fige, fixant la position intermédiaire. Puis la première phase disparaît, le rotor fait un demi-pas en avant. Malgré le couple moins développé, le régime est plus largement utilisé par l'industrie, en raison de la réduction du niveau de vibrations.
Moteur électrique synchrone
- Les modes de micro-marche sont considérés comme un savoir-faire expert par les développements de fabricants spécifiques. Le mode remplit une puce spéciale qui génère des tensions de contrôle de sorte que la précision de positionnement de l'arbre se situe au voisinage de la centième étape( 20 000 mouvements par tour).De tels perfectionnements sont nécessaires en microélectronique, l’émergence du besoin de solutions techniques subtiles parmi les convoyeurs industriels n’est pas exclue. Le pilote génère plus de 50 000 cycles de tensions de contrôle par tour.
Moteurs pas à pas à aimants permanents
Le moteur se trouve dans la pompe du lave-linge. Par exemple, un bloc qui élimine l'eau d'un réservoir après le lavage, entre les différentes étapes d'un cycle. La vitesse de rotation de l'arbre est faible, le rotor dans la composition contient un aimant permanent, le pas est grand. Supposons 45 degrés. Une tension est appliquée alternativement aux enroulements du stator, créant un champ magnétique tournant. L'aimant permanent de l'arbre suit l'évolution du vecteur d'intensité.
Appelons les avantages des moteurs pas à pas la simplicité, le faible coût. Les imprimantes utilisent souvent des aimants permanents. Différence par rapport aux autres moteurs pas à pas: le rotor est dépourvu de dents, il y a peu de pôles. Il y a deux bobines de stator - 4, chaque mouvement de l'arbre tourne de 90 degrés. Il nécessite 4 phases décalées les unes par rapport aux autres de 90 degrés. Le pilote est simplement implémenté à l'aide de condensateurs.
En raison de la faible vitesse, le moteur développe un couple élevé( chargement du papier depuis le bac de l'imprimante).Moteur à aimant permanent
Moteurs synchrones hybrides
Les moteurs synchrones hybrides
sont utilisés par l'industrie en raison du développement d'un couple élevé, ils conservent bien la charge statique. L'arbre est toujours représenté par un aimant permanent, muni de dents, sur le stator de nombreux pôles. Le type de moteur fournit des vitesses de rotation élevées. Dans la version standard, chaque pas correspond à 1,8 degré angulaire( 200 pas / tour).Des versions spécialisées sont produites:
- 0.9 degrés( 400 étapes / tour).
- 3.6 degrés( 100 étapes / tour).
Moteurs pas à pas à soupapes
La principale différence entre les moteurs à soupapes est l'absence d'aimants permanents lourds. En raison de quoi fixation rigide de la position ne se produit pas en présence d'une grande précision. Les moteurs sont idéaux pour regarder des diapositives de film. Un mouvement relativement lisse et précis est idéal pour l'occasion.
Le rotor est léger, en acier, a prononcé, relativement peu de dents. Le pas est moyen, par exemple, pour trois phases, 12 pôles auront 15 degrés. La distance entre les pôles est de 30 degrés. L'arbre prend des positions intermédiaires dans les cas où deux phases adjacentes sont activées simultanément. L'alternance correspond à un réseau industriel classique( par exemple 400 volts).
La principale caractéristique des moteurs à soupape est un nombre relativement petit de dents émoussées. Une précision de positionnement élevée n'est pas attendue. Pour mettre en œuvre des algorithmes avancés, appliquez des pilotes complexes. Moteurs pas à pas
Laveta
Les moteurs pas à pas Laveta sont parfois utilisés avec des horloges électriques. Conçu pour fonctionner avec un signal monophasé.En raison de la possibilité de miniaturisation, les moteurs Laveta serviront de partie exécutive de la montre-bracelet. Le nom de l'appareil porte le nom de l'inventeur - l'ingénieur Marius Laveta.
L'ingénieur Marius Lovette ferait envie à
En 1936, un diplômé de l'école supérieure d'électriciens conçut le moteur, qui apporta une renommée mondiale. Le stator ressemble à un moteur électrique à pôles fendus. Une bobineLes pôles sont formés par des tours simples d'un fil de cuivre relativement épais situé sur le noyau magnétique, créant la force électromagnétique souhaitée. Les courants induits fournissent le bon couple. Le délai de propagation du champ magnétique à travers le noyau est utilisé pour décaler la phase de 90 degrés, en simulant une tension biphasée. Le rotor est représenté par un aimant permanent. Les modèles
sont facilement utilisés par les appareils ménagers( mélangeurs, mélangeurs).La différence entre les moteurs Laveta est que, grâce aux dents, l'arbre est fixé avec un certain pas. Le mouvement caractéristique de la seconde main devient possible. Comme la plupart des moteurs pas à pas, la variante n’est pas conçue pour fonctionner en sens inverse.
Paramètres des moteurs pas à pas
Les paramètres individuels des moteurs pas à pas sont essentiels pour choisir un contrôleur approprié qui génère des tensions de commande:
- Inductance. Une valeur élevée du paramètre est généralement utilisée dans les moteurs à faible vitesse avec un couple net. Avec le nombre croissant de tours de l’arbre, les paramètres d’équipement vont certainement se détériorer. Avec une faible inductance, le courant provoque une réponse rapide, nécessaire dans les lecteurs pour la lecture de disques optiques.
- La consommation de courant affecte la rigidité de la commutation entre les étapes adjacentes. Le mode Smoother nécessite un paramètre réduit. Une consommation de courant élevée augmente le couple. Ainsi, le choix correct des paramètres charge les épaules du concepteur.
- Le niveau limite des températures de fonctionnement du moteur pas à pas est faible. La limite supérieure se situe autour de 90 degrés Celsius. Une surchauffe est possible à des couples élevés avec une consommation de courant importante. Pour le déchargement, un mode de maintien est parfois utilisé lorsque l'arbre s'arrête pendant un moment. Variétés
de pilotes de moteur pas à pas
Il existe trois groupes de pilotes de commande de moteur pas à pas:
- : impulsions de courant unipolaires dans un sens. Méthode simple et sans prétention, l'utilisation réduit le couple de 40%.Les experts expliquent le phénomène de l'impossibilité d'alimenter simultanément tous les enroulements capables de participer au mouvement. La technique est adaptée aux faibles vitesses de fonctionnement. Les pilotes de résistance d'extinction
- sont maintenant considérés comme obsolètes. Autorisé à faire sortir la vitesse maximale du moteur. La chaleur dégage une grande quantité d’énergie sur les résistances d’amortissement. Les pilotes bipolaires
- sont populaires aujourd'hui. En ignorant la complexité de la conception, une efficacité élevée est obtenue. Chaque pilote contient une unité de mise en forme composée de quatre transistors. L'alimentation est fournie, en contournant les diodes, un signal de retour est supprimé de la résistance. La tension atteint un certain niveau, les clés nécessaires sont ouvertes pour réduire. La forme du signal prend la forme d'une dent de scie, le moteur à constance élevée prend en charge la puissance spécifiée.
