Moteurs pas à pas

1. Principe des moteurs pas à pas

1.1 Structure élémentaire à aimant permanent

1.2 Caractéristiques externes

1.3 Conclusion

2. Structures et modèles de description

2.1 Moteurs à réluctance variable

2.2 Moteurs à aimant permanent

2.3 Moteur hybride

2.4 Conclusion

3. Alimentation

3.1 Objectifs d’une bonne alimentation et classification

3.2 Alimentations en tension

3.3 Alimentations en courant

3.4 Conclusion

4. Commande

4.1 Commande en boucle ouverte de déplacements lents du rotor

4.2 Commande en boucle ouverte de déplacements rapides du rotor

4.3 Commande en boucle fermée

5. Étude d’une application industrielle

5.1 Cahier des charges

5.2 Choix de la vis

5.3 Grandeurs mécaniques ramenées sur l’arbre du moteur

5.4 Choix du moteur

5.5 Étude dynamique

6. Conclusion

Pour en savoir plus

Bien que les premiers moteurs pas à pas remontent au début des années 30, ceux-ci ne se sont vraiment développés que depuis 1960, grâce à l’apparition des microprocesseurs et aux énormes progrès de l’électronique de puissance à transistors.

Le moteur pas à pas assure, à faible coût, le rôle d’interface entre les systèmes de traitement numérique et leur environnement mécanique.

Le moteur pas à pas permet de produire des déplacements incrémentaux, en boucle ouverte, avec un couple de positionnement à l’arrêt. La figure A montre les différents éléments constitutifs d’un entraînement à moteur pas à pas. Le séquenceur pilote, à travers l’amplificateur de puissance, les différents courants dans le moteur. Il reçoit simplement l’information de sens de rotation et une impulsion pour le déplacement d’un pas. La génération d’un nombre fini d’impulsions constitue une commande de position alors que la fréquence de ces mêmes impulsions contrôle la vitesse du moteur.

Le moteur pas à pas est très prisé dans la plupart des pays industrialisés. En France, il est moins utilisé ; une seule société [1] le fabrique en grande série. Il semble que l’absence de boucle fermée rende les Français plus réticents.

Les domaines d’application du moteur pas à pas sont :

Dans tous les cas, les performances du moteur sont fortement liées à celles de son alimentation et de sa commande. C’est pour cette raison que ces deux dernières seront étudiées en détail (§ 3 et 4). Nous terminerons par un exemple industriel (§ 5).

Pour plus de renseignements, le lecteur se reportera aux articles Composants semiconducteurs de puissance : caractères propres [D 3 100], Physique des semi-conducteurs de puissance [D 3 102] et Tenue en tension des semi-conducteurs de puissance [D 3 104] de la rubrique Électronique de puissance de ce traité.