Moteur pas à pas à grande vitesse
Les moteurs pas à pas sont l’un des moteurs les plus simples à mettre en œuvre dans les conceptions électroniques qui nécessitent une certaine précision et répétabilité. La structure d’un moteur pas à pas place une limite de vitesse basse sur le moteur, en dessous de la vitesse à laquelle l’électronique peut entraîner le moteur. Lorsque le moteur pas à pas doit tourner à grande vitesse, la difficulté de mise en oeuvre augmente.
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Facteurs de moteur pas à pas à grande vitesse
Lorsque vous pilotez des moteurs pas à pas à grande vitesse, plusieurs facteurs deviennent des défis de conception et de mise en œuvre. Comme de nombreux composants, le comportement réel des moteurs pas à pas n’est pas idéal et loin de la théorie. La vitesse maximale d’un moteur pas à pas varie selon le fabricant, le modèle et l’inductance du moteur, mais peut généralement atteindre des vitesses de 1 000 tr/min à 3 000 tr/min.
inertie
Tout objet en mouvement a une inertie, qui résiste aux changements d’accélération de l’objet. Dans les applications à basse vitesse, le moteur pas à pas peut être entraîné à la vitesse souhaitée sans manquer une étape. Cependant, essayer d’entraîner immédiatement la charge sur le moteur pas à pas à grande vitesse est un bon moyen de sauter des étapes et de perdre la position du moteur.
Les moteurs pas à pas doivent passer de basse à haute vitesse pour maintenir la position et la précision, sauf pour les charges légères où les effets d’inertie sont minimes. Le contrôle avancé du moteur pas à pas comprend des stratégies de limitation d’accélération et de compensation d’inertie.
courbe de couple
Le couple d’un moteur pas à pas est différent pour chaque vitesse de fonctionnement. Elle diminue à mesure que la vitesse de pas augmente.
Le signal d’entraînement du moteur pas à pas crée un champ magnétique dans les bobines du moteur pour générer la force nécessaire pour faire un pas. Le temps nécessaire au champ magnétique pour atteindre sa force maximale dépend de l’inductance de la bobine, de la tension d’entraînement et de la limite de courant. Lorsque la vitesse d’entraînement augmente, le temps pendant lequel la bobine reste à pleine puissance diminue et le couple produit par le moteur diminue.
signal d’entraînement
Le courant du signal d’entraînement doit atteindre le courant d’entraînement maximum pour maximiser la force dans le moteur pas à pas. Dans les applications à grande vitesse, l’appariement doit se produire le plus rapidement possible. L’entraînement d’un moteur pas à pas avec un signal de tension plus élevé peut aider à améliorer le couple à grande vitesse.
angle mort
Le concept idéal d’un moteur lui permet d’être entraîné à n’importe quelle vitesse, dans le pire des cas, le couple diminue à mesure que la vitesse augmente. Cependant, les moteurs pas à pas créent souvent une zone morte où le moteur ne peut pas entraîner la charge à une vitesse donnée. Les zones mortes sont causées par des résonances dans le système et varient avec chaque produit et conception.
résonance
Les moteurs pas à pas entraînent des systèmes mécaniques et tous les systèmes mécaniques subissent une résonance. La résonance se produit lorsque la fréquence du variateur correspond à la fréquence naturelle du système. L’ajout d’énergie à un système a tendance à augmenter ses vibrations et ses pertes de couple, pas sa vitesse.
Trouver et ignorer les vitesses des moteurs pas à pas résonnants est particulièrement important dans les applications où des vibrations excessives s’avèrent problématiques. Les applications qui tolèrent les vibrations doivent éviter autant que possible les résonances. La résonance réduit l’efficacité du système à court terme et raccourcit sa durée de vie dans le temps.
taille de pas
Les moteurs pas à pas utilisent plusieurs stratégies d’entraînement pour aider le moteur à s’adapter à différentes charges et vitesses. Une stratégie est le micropas, qui rend le nombre de pas du moteur inférieur à un pas complet. Ces micropas réduisent la précision et rendent le moteur pas à pas plus silencieux à basse vitesse.
Un moteur pas à pas ne peut rouler qu’à une vitesse telle que le moteur ne voit pas la différence entre les micropas et les pas complets. Pour un fonctionnement à pleine vitesse, vous devez généralement entraîner le moteur pas à pas par étapes complètes. Cependant, l’utilisation de micropas avec un profil d’accélération de moteur pas à pas peut réduire considérablement le bruit et les vibrations dans le système.
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