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Moteur pas à pas D.L.B. Sommaire • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Alimentation sous tension continue d’un MPP Alimentation commandée d’un MPP Comparaison avec l’alimentation d’un moteur DC Moteur de principe Deux pôles magnétiques de signes opposés s’attirent Deux pôles magnétiques de mêmes signes se repoussent Pôles en fonction du sens du courant Commande une phase 1 à 4 Commande une phase Résumé des commandes une phase Indétermination en commande une phase Rotation permanente à droite en commande une phase Rotation permanente à gauche en commande une phase Rotation en commande une phase Chronogramme en commande une phase : exemple 1 Chronogramme en commande une phase : exemple 2 Commande deux phases 1a à 4a Commande deux phases Résumé des commandes deux phases Indétermination en commande deux phases Chronogramme en commande deux phases : exemple 1 Chronogramme en commande deux phases : exemple 2 Commande en demi pas Résumé des commandes en demi pas Moteur pas à pas • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Chronogramme en commande demi pas : exemple Commande en micro-pas Résumé des commandes en micro-pas Principe du moteur à 8 pas par tour Exemple de séquence de commande du moteur 8p/t Principe du moteur à 12 pas par tour Exemple de séquence de commande du moteur 12p/t Commande par alimentation bipolaire Commande par alimentation unipolaire Bobinage double Exemple de commande d’un moteur 4 phases Chronogramme d’un moteur 4 phases : exemple Repérage des phases d’un moteur 4 phases Structure du stator Moteur pas à pas à rotor non aimanté Un pôle magnétique attire une pièce magnétique Moteur pas à pas à rotor non aimanté Résumé des commandes d’un moteur à rotor non aimanté Chronogramme d’un moteur à rotor non aimanté : exemple Modèle électrique d’un bobinage de phase Allure du courant dans une phase du moteur Interruption du courant dans un bobinage Taille NEMA Courbe de couple D.L.B. Alimentation sous tension continue d’un MPP 8 4 12 16 0 - Moteur pas à pas + 8 4 12 16 0 GND - + D.L.B. Alimentation commandée d’un MPP VA VA t VB VB t Moteur pas à pas D.L.B. Comparaison avec l’alimentation d’un moteur DC 8 4 12 16 0 - Moteur pas à pas + 8 4 12 16 0 GND - + D.L.B. Moteur de principe Bobine A Rotor Bobine B Moteur pas à pas D.L.B. Deux pôles magnétiques de signes opposés s’attirent F Moteur pas à pas F D.L.B. Deux pôles magnétiques de mêmes signes se repoussent F Moteur pas à pas F D.L.B. Pôles en fonction du sens du courant Moteur pas à pas D.L.B. Commande une phase 1 VA>0 VB=0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande une phase 2 VA=0 VB>0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande une phase 3 VA<0 VB=0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande une phase 4 VA=0 VB<0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande une phase 4 3 2 1 Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes une phase Cde VA VB 1 + 0 2 0 + 3 – 0 4 0 – 1 + 0 + : alimentation positive – : alimentation négative Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes une phase Cde VA VB 1 + 0 2 0 + 3 – 0 4 0 – 1 + 0 + : alimentation positive – : alimentation négative Moteur pas à pas D.L.B. Indétermination en commande une phase ? VA>0 VB=0 Moteur pas à pas D.L.B. Rotation permanente à droite en commande une phase 1 2 D Moteur pas à pas 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D D.L.B. Rotation permanente à gauche en commande une phase 1 4 G Moteur pas à pas 3 G 2 G 1 G 4 G 3 G 2 G 1 G 4 G 3 G 2 G D.L.B. Rotation en commande une phase 4 3 G Moteur pas à pas 2 G 1 G 4 G 3 G 4 D 1 D 2 D 3 D 2 G 1 G D.L.B. Chronogramme en commande une phase : exemple 1 12 VA (V) 0 t Cde VA VB -12 12 VB (V) 0 1 + 0 2 0 + 3 – 0 4 0 – 1 + t0 -12 1 2 D Moteur pas à pas 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D D.L.B. Chronogramme en commande une phase : exemple 2 12 VA (V) 0 t Cde VA VB -12 12 VB (V) 0 1 + 0 2 0 + 3 – 0 4 0 – 1 + t0 -12 4 3 G Moteur pas à pas 2 G 1 G 4 G 3 G 4 D 1 D 2 D 3 D 2 2 G D.L.B. Commande deux phases 1a VA>0 VB>0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande deux phases 2a VA<0 VB>0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande deux phases 3a VA<0 VB<0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande deux phases 4a VA>0 VB<0 Moteur pas à pas D.L.B. Commande deux phases 4a 3a 2a 1a Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes deux phases Cde VA VB 1a + + 2a – + 3a – – 4a + – 1a + + + : alimentation positive – : alimentation négative Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes deux phases Cde VA VB 1a + + 2a – + 3a – – 4a + – 1a + + + : alimentation positive – : alimentation négative Moteur pas à pas D.L.B. Indétermination en commande deux phases ? VA>0 VB>0 Moteur pas à pas D.L.B. Chronogramme en commande deux phases : exemple 1 12 VA (V) 0 t Cde VA VB -12 12 VB (V) 0 1a + + 2a – + 3a – – 4a + – 1a + +t -12 1a 2a 3a 4a 1a 2a 3a 4a 1a 2a 3a 4a D Moteur pas à pas D D D D D D D D D D D.L.B. Chronogramme en commande deux phases : exemple 2 12 VA (V) 0 t Cde VA VB -12 12 VB (V) 0 1a + + 2a – + 3a – – 4a + – 1a + +t -12 4a 3a 2a 1a 4a 3a 4a 1a 2a 3a 2a 2a G Moteur pas à pas G G G G D D D D G D.L.B. Commande en demi pas 1a 2a 3a 4a 1 2 3 4 Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes en demi pas Cde VA VB 1 1a 2 2a 3 3a 4 4a 1 + + 0 – – – 0 + + 0 + + + 0 – – – 0 + : alimentation positive – : alimentation négative Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes en demi pas Cde VA VB 1 1a 2 2a 3 3a 4 4a 1 + + 0 – – – 0 + + 0 + + + 0 – – – 0 + : alimentation positive – : alimentation négative Moteur pas à pas D.L.B. Chronogramme en commande demi pas : exemple 12 VA (V) 0 t Cde VA VB -12 12 VB (V) 0 1 1a 2 2a 3 3a 4 4a 1 + + 0 – – – 0 + + 0 + + + 0 – – – 0t -12 1 1a D Moteur pas à pas 2 D 2a D 3 D 3a D 4 D 4a D 1 D 1a D 2 D 2a D D.L.B. Commande en micro-pas Exemple 1b 1a 2b 2a 3b 3a 4b 4a 1 2 3 4 Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes en micro-pas Cde VA VB 1 1a 1b 2 +1 +2 3 +1 3 +1 3 +2 3 0 0 +1 Exemple 2a 2b 3 3a 3b 4 4a 4b –1 3 +2 3 –2 3 –1 3 –1 3 –2 3 0 +1 3 –2 3 +2 3 –1 3 –2 3 +1 3 –1 0 –1 +1 : VMAX x 1 +1/3 : VMAX x 1/3 -2/3 : -VMAX x 2/3 +2/3 : VMAX x 2/3 -1/3 : -VMAX x 1/3 -1 : -VMAX Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes en micro-pas Cde VA VB 1 1a 1b 2 +1 +2 3 +1 3 +1 3 +2 3 0 0 +1 Exemple 2a 2b 3 3a 3b 4 4a 4b –1 3 +2 3 –2 3 –1 3 –1 3 –2 3 0 +1 3 –2 3 +2 3 –1 3 –2 3 +1 3 –1 0 –1 +1 : VMAX x 1 +1/3 : VMAX x 1/3 -2/3 : -VMAX x 2/3 +2/3 : VMAX x 2/3 -1/3 : -VMAX x 1/3 -1 : -VMAX Moteur pas à pas D.L.B. Principe du moteur à 8 pas par tour Moteur pas à pas D.L.B. Exemple de séquence de commande du moteur 8p/t 1 2 D Moteur pas à pas 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D D.L.B. Principe du moteur à 12 pas par tour Moteur pas à pas D.L.B. Exemple de séquence de commande du moteur 12p/t 1 2 D Moteur pas à pas 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D D.L.B. Commande par alimentation bipolaire VP+ VP+ Q1 Q3 VA Q2 Q4 VP– Q1 F O O F Moteur pas à pas VB VP– Q2 O F O F VA VP+ VP– 0* Q3 F O X F Q4 O F O F VB VP+ VP– 0* D.L.B. Commande par alimentation bipolaire VP+ Q1 Q2 VP– Moteur pas à pas VA Q1 F O O F Q2 O F O F VA VP+ VP– 0* D.L.B. Commande par alimentation unipolaire VP VP VP VP Q1 Q3 Q5 Q7 VA VB Q2 Q4 Q1 F O X O F X Moteur pas à pas Q2 O F O X F X Q3 O F X O X F Q4 VA F VP O –VP O 0* X 0* X F Q6 Q5 F O X O F X Q8 Q6 O F O X F X Q7 O F X O X F Q8 VB F VP O –VP O 0* X 0* X F D.L.B. Commande par alimentation unipolaire VP+ VP+ Q1 Q3 VA Q2 Moteur pas à pas Q4 Q1 F O X O F X Q2 O F O X F X Q3 O F X O X F Q4 VA F VP O –VP O 0* X 0* X F D.L.B. Bobinage double VA+=VP A+ Moteur pas à pas VA-=0 M A- D.L.B. Bobinage double VA+=0 A+ Moteur pas à pas VA-= VP M A- D.L.B. Exemple de commande d’un moteur 4 phases VP VP Q1 VP Q2 M A+ AVA+ Cde VA+ VB+ VA– VB– Moteur pas à pas VP VA- 1 VP 0 0 0 2 0 VP 0 0 Q3 Q4 M B+ BVB+ 3 0 0 VP 0 VB- 4 0 0 0 VP 1 VP 0 0 0 D.L.B. Chronogramme d’un moteur 4 phases : exemple 12 VA+ (V) 0 Cde VA+ VB+ VA– VB– 12 VB+ (V) 0 12 VA(V) 0 1 VP 0 0 0 2 0 VP 0 0 3 0 0 VP 0 1t VP 0t 0 0t 4 0 0 0 VP 12 VB(V) 0 t 1 2 D Moteur pas à pas 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D 1 D 2 D 3 D 4 D D.L.B. Repérage des phases d’un moteur 4 phases Y X Z U V W Moteur pas à pas D.L.B. Repérage des phases d’un moteur 4 phases 50 Y Y 50 X Z 50 Z COM Moteur pas à pas Y U V/ 50 V Z W A D.L.B. Repérage des phases d’un moteur 4 phases 50 Y Y 50 X Z 50 Z COM Moteur pas à pas Y U V/ 50 V Z W A D.L.B. Repérage des phases d’un moteur 4 phases 50 Y Y 50 X Z 50 Z COM Moteur pas à pas Y U V/ 50 V Z W A D.L.B. Repérage des phases d’un moteur 4 phases 50 Y Y 50 X Z 50 Z COM Moteur pas à pas Y U V/ 50 V Z W A D.L.B. Repérage des phases d’un moteur 4 phases 50 Y Y 50 X Z 50 Z COM Moteur pas à pas Y U V/ 50 V Z W A D.L.B. Structure du stator VA Moteur pas à pas D.L.B. Moteur pas à pas à rotor non aimanté Rotor VC 0 VA A C VB B Moteur pas à pas D.L.B. Un pôle magnétique attire une pièce magnétique F Moteur pas à pas F D.L.B. Un pôle magnétique attire une pièce magnétique F Moteur pas à pas F D.L.B. Moteur pas à pas à rotor non aimanté VC=0 VA 0 A C VB=0 B Moteur pas à pas D.L.B. Moteur pas à pas à rotor non aimanté VC=0 VA=0 A C VB 0 B Moteur pas à pas D.L.B. Moteur pas à pas à rotor non aimanté VC 0 VA=0 A C VB = 0 B Moteur pas à pas D.L.B. Moteur pas à pas à rotor non aimanté VC=0 VA 0 A C VB=0 B Moteur pas à pas D.L.B. Moteur pas à pas à rotor non aimanté VC=0 VA=0 A C VB 0 B Moteur pas à pas D.L.B. Moteur pas à pas à rotor non aimanté VC 0 VA=0 A C VB = 0 B Moteur pas à pas D.L.B. Résumé des commandes d’un moteur à rotor non aimanté Cde VA VB VC 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 1 0 0 0 0 : bobine alimentée 0 : bobine non alimentée Moteur pas à pas D.L.B. Chronogramme d’un moteur à rotor non aimanté : exemple 12 Cde VA VB VC VA (V) 0 12 VB (V) 0 12 VC (V) 0 1 2 D Moteur pas à pas 1 0 0 0 3 D 1 D 2 D 2 0 0 0 3 D 2 G 3 0 0 0 1 G 2 D 3 D 1 0 t 0 0 t t 2 G 1 G D.L.B. Modèle électrique d’un bobinage de phase VB R L i VA Moteur pas à pas D.L.B. Allure du courant dans une phase du moteur 12 VA (V) 0 t -12 VA/R IA 0 t - VA/R Moteur pas à pas D.L.B. Allure du courant dans une phase du moteur IA = L/R VA/R IA0 0 Moteur pas à pas = L/ t R D.L.B. Interruption du courant dans un bobinage R Moteur pas à pas L i D.L.B. Taille NEMA 3cm 34 23 23 17 NEMA Moteur pas à pas D.L.B. Courbe de couple Couple (ici en milliNewton x mètre) Fréquence de commande d'une phase Moteur pas à pas D.L.B.