SOMMAIRE. 1 ) RAPPEL D ELECTROMAGNETISME (INDUCTION ) page 2

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1 Cours moeur pas à pas OMMAE ) APPEL D ELECTOMAGNETME (NDUCTON ) page ) PNCPE DU MOTEU PA A PA page 3. ) PNCPE DE COMMANDE page 3. ) DENTON DE TYPE DE EQUENCEMENT page 3.3 ) LE DEENT TYPE DE MOTEU page 4.4 ) DEENT TYPE DE COMMANDE page 5.4. ) Commande bipolaire page 5.4. ) Commande unipolaire page 5.5 ) AMELOATON DE PEOMANCE page 6.6 ) CHEMA DE PNCPE DE LA COMMANDE page 8 3 ) APPEL DE MECANQUE 3. ) DENTON DU COUPLE ( OU MOMENT DU COUPLE DE OCE ) page 9 3. ) PUANCE page ) MOMENT D NETE page ) THEOEME ONDAMENTAL DE LA DYNAMQUE page 3.5 ) EDUCTON page Cours moeur pas à pas

2 Cours moeur pas à pas ) APPEL D ELECTOMAGNETME (NDUCTON ) H Exciaion magnéique en A/m. champs magnéique champs d inducion µ H en Tesla ( T ) 4 emarque : GAU ( Gs ) Tesla µ perméabilié absolue µ µ r 7 µ perméabilié de l air 4 π Henry/m µ r perméabilié relaive ( sans unié ) 8 < µ r < 4 Conduceur reciligne Une spire circulaire 7 a H π a µ π a bobine plae de N spires π H µ 7 bobine longue de N spires 7 π N H N µ N 7 4 π N µ N l l µ n avec n nombre de spires par mère N H ( bobine infinimen longue ) l N orce magnéomorice en A ours L inducion sor par la face nord Tire bouchon de Maxwell Pour un conduceur reciligne, on peu inverser e Cours moeur pas à pas

3 Cours moeur pas à pas 3 ) PNCPE DU MOTEU PA A PA Le moeur pas à pas es consiué d un saor sur lequel son disposées deux bobines ( A e ) disposées à 9 degrés e d un roor consiué d un aiman permanen Le moeur de base es consiué d un aiman à deux pôles nord e sud. Les bobines son alimenées de façon impulsionnelle.. ) PNCPE DE COMMANDE Les courans e ensions représenés son par définiion posiifs e les bobines du saor présenen alors un pôle nord du côé de l aiman ( roor ) Les différenes valeurs de A e son +, e. Les valeurs A e seron noées + e -. La valeur sera noée. Le pôle sud du roor es airé par le pôle nord résulan de l exciaion des deux bobines e s aligne dans la direcion de l inducion résulane. La roaion du roor s effecue en foncion de l ordre d alimenaion des phases.. ) DENTON DE TYPE DE EQUENCEMENT Cycle de commande phase par phase ( au pas ) : une seule bobine es alimenée à la fois. Pour un moeur de base ( pôles ) Cycle aleur de A aleur de de Orienaion du veceur inducion Posiion du roor Le sens de roaion dépend de l ordre d alimenaion des bobines. Cours moeur pas à pas

4 Cours moeur pas à pas 4 Cycle de commande simulanée des phases ( enre pas ) : les deux bobines son alimenées à la fois. Pour un moeur de base ( pôles ) Cycle a a 3a 4a a 4a aleur de A aleur de de Orienaion du veceur inducion Posiion du roor Le sens de roaion dépend de l ordre d alimenaion des bobines. Cycle de commande en demi pas : les deux bobines son alimenées soi ensemble soi indépendammen. Pour un moeur de base ( pôles ) Cycle a a 3 3a 4 4a 4a aleur de A aleur de de Orienaion du veceur inducion Posiion du roor Le sens de roaion dépend de l ordre d alimenaion des bobines..3 ) LE DEENT TYPE DE MOTEU emarque : Un moeur à phases a 4 fils. Un moeur à 4 phases a 6 fils. Cours moeur pas à pas

5 Cours moeur pas à pas 5.4 ) DEENT TYPE DE COMMANDE.4. ) Commande bipolaire Définiion : une borne de la bobine es soumise à des ensions de polariés différenes ( ou ). Le ou les aures bornes son à la masse ou en l air Des schéma srucurels son donnés l aide de composans simples ( généraeurs de ension > + ( ), de ension < ( ), masse e inerrupeurs ) + emarques : Avanage : nconvénien : l es élecriquemen inerdi de fermer K e K en même emps. Peu d inerrupeurs donc commande facile Nécessié de disposer de deux alimenaions différenes..4. ) Commande unipolaire + Définiion : une borne de la bobine es soumise à une ension de polarié fixe ( ). Le ou les aures bornes son à la masse ou en l air emarques : Pour un moeur phases, il es élecriquemen inerdi de fermer K e K4 ou K3 e K en même emps. K e K3 ou K e K4 fermés arrêen rapidemen le moeur Avanage : Une seule alimenaion. éalisaion facile nconvénien : Plus d inerrupeurs donc commande plus difficile. Cours moeur pas à pas

6 Cours moeur pas à pas 6.5 ) AMELOATON DE PEOMANCE.5. ) Amélioraion de la précision de posiionnemen. l fau augmener le nombre de pôles du roor pour augmener le nombre de pas. Nombre de pas nombre de pôles en pas e enre pas Nombre de pas 4 nombre de pôles en demi pas. On peu égalemen faire du micro pas en jouan sur le modules des veceurs inducion par l inermédiaire des ension d alimenaion des bobines..5. ) Amélioraion de la viesse de roaion maximale. La fréquence maximale du séquenceur donc la viesse maximale de roaion du moeur es liée au emps d éablissemen du couran. di( di( v( i( + vl( or v L ( L donc i( + L v( d d PAM : v ( cse donc i ( cse GM : di( d i( di( di( d L i( + L Posons d i( L di( d d i( d Ln i( C e avec C consane oluion générale PAM + GM i( d où + C e si () i alors C i ( ( ) e + i( ( e ) ( e ) On vérifie que i( ) e i( ) + cse cse ( i( ) + cse i( e i( e e (p) + L (p (p) ) (p) (p) ( + L p) (p) + L L (p) L (p) ( + p) + Cours moeur pas à pas

7 Cours moeur pas à pas 7 avec (p) ( échelon ) donc (p) p p p + p A (p) ( + p) + (p) + p p ( + p) p + p + p avec A quand p donc A ( + p) + p avec quand p donc ( ) p (p) + donc i( + ( ) e p p + i( ( e ) ( e ) On vérifie que i( ) e i( ) En diminuan, on peu diminuer le emps de réponse du sysème e obenir un nouveau couran i ( s éablissan plus rapidemen. Pour cela, on augmene s en mean une résisance en série. Conseil : en prenan e ', on a alors ' donc '. Les valeurs nominales du moeur son respecées e le moeur peu ourner plus vie.5.3 ) Amélioraion de la proecion des inerrupeurs Un monage classique de diode de roue libre ( free wheeling diode ) ne peu pas êre effecué car la bobine es alimenée dans les deux sens. Des diodes son alors placées enre drain e sources des ransisors assuran la commuaion des alimenaions de la bobine. Cours moeur pas à pas

8 Cours moeur pas à pas 8 Un monage classique de diode de roue libre ( free wheeling diode ) ne peu pas êre effecué car la bobine es alimenée dans les deux sens. Les ransisors joue le rôle d inerrupeur avec une résisance DON. Des diodes son alors placées enre drain e sources des ransisors assuran la proecion des ransisors. K3 e K son ouvers. K e K4 son fermés : la bobine es alimenée. Lorsque K e K4 s ouvren, une recirculaion de couran s effecue dûe à la surension bobine. Le couran circule par D3, l alimenaion e D e la ension max aux bornes des ransisors es D,9. dem dans l aure sens..5.4 ) Amélioraion de la surveillance de couran On peu rajouer une résisance de pied don la ension es prise en compe pour la validaion du foncionnemen des commuaeurs ( ) L LMAX.6 ) CHEMA DE PNCPE DE LA COMMANDE En foncion de la séquence souhaiée (phase par phase, phase simulanées, demi pas, sens, arrê ), la logique séquenielle fourni les signaux nécessaires à la commande de puissance en enan compe de l éa acuel de ces signaux. La fréquence d élaboraion de ces signaux es ryhmée par une horloge. Cours moeur pas à pas

9 Cours moeur pas à pas 9 3 ) APPEL DE MECANQUE 3. ) DENTON DU COUPLE ( OU MOMENT DU COUPLE DE OCE ) Couple en N*m ( newon-mères ) d α C d d sin( d) d sin( α) orce en N ( Newon ) Disance enre forces en m ( mères ) 3. ) PUANCE Puissance en W ( wa ) dθ P C C θ ' C ω d Couple en N m ( newon-mères ) iesse angulaire ω en radians / seconde 3.3 ) MOMENT D NETE Quelques formes e momens d ineries / à leur cenre d inerie : La parie ournane ( charge ) es caracérisée par son momen d inerie J en Le momen d inerie résisance à l accéléraion Quelques formes e momens d ineries / à leur cenre d inerie : kg m. Anneau Disque phère J m J m J m circonférence pesane ou 5 masse au bou d une corde Ou cylindre de révoluion Cours moeur pas à pas

10 Cours moeur pas à pas 3.4 ) THEOEME ONDAMENTAL DE LA DYNAMQUE En ranslaion, on En roaion, on a f m γ Où " f " forces " m " masse obje " γ " accéléraion dω( C Cm Cr J Où " C " Couple d " J " Momen d'inerie dω( " " accéléraion angulaire d 3.5 ) EDUCTON rappor de réducion n n < Dans le cas du mooréduceur MAXON EG5/PLG3, le rappor es de /88-3 oi 3,47 *. 88 Energie cinéique e momen du couple L énergie cinéique se conserve avan e après le réduceur W dw( w( p( w( p( P p( w( d w( ω ω Ω Ω p( x) ( ω C ω( x) dx w( C ω( x) dx w( C ω'( J dx J ω ( w( C ω' ( or J oi C w( J ω ( i ω Ω consane ω' W J Ω E W J ω J ω d où la relaion J J ω ω Cours moeur pas à pas