Fonction Convertir – Moteurs Pas à Pas
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Objectifs : Comprendre le principe de fonctionnement, les caractéristiques techniques et les applications des moteurs pas à pas dans les systèmes automatisés.
1. Principes Fondamentaux
1.1 Définition et caractéristiques
- Convertit des impulsions électriques en mouvement angulaire discret
- Positionnement précis sans capteur de feedback
- Couple élevé à basse vitesse
1 impulsion = 1 pas
Précision typique : ±5%
1.2 Paramètres clés
| Paramètre | Valeur typique | Unité |
|---|---|---|
| Angle par pas | 1,8° (200 pas/tour) | ° |
| Courant par phase | 0,5-5 | A |
| Résistance phase | 1-20 | Ω |
2. Technologies des Moteurs Pas à Pas
2.1 Types de moteurs
Variable Réluctance
- Rotor non aimanté
- Faible coût
- Couple modéré
Permanent Magnet
- Rotor aimanté
- Bon couple
- Détent torque
Hybride
- Combiné VR + PM
- Haute précision
- Meilleur couple
2.2 Modes de pilotage
| Mode | Principe | Résolution |
|---|---|---|
| Plein pas | 1 phase active | Standard |
| Demi-pas | 2 phases activées | Doublée |
| Microstepping | Courant variable | Jusqu’à 1/256 |
3. Applications Industrielles
3.1 Domaines d’utilisation
- Imprimantes 3D (déplacement des axes)
- Robots industriels (positionnement précis)
- Machines CNC (fraisage, découpe)
- Systèmes médicaux (débitmètres, scanners)
Précision : 0,01mm
Répétabilité : 99,7%
4. Exercices Pratiques
Exercice : Dimensionnement
Un moteur pas à pas 1,8°/pas entraîne une vis à billes de 5mm/pas pour déplacer un chariot.
- Calculer le nombre d’impulsions pour 100mm
- Déterminer la vitesse linéaire à 500 pas/s
- Choisir le driver adapté pour 2A/phase
5. Synthèse
Avantages :
- Contrôle précis en boucle ouverte
- Réponse rapide aux impulsions
- Maintien de position sans consommation
Limitations :
- Risque de décrochage en surcharge
- Vibrations à certaines vitesses
- Chauffage important
Les moteurs pas à pas sont indispensables pour les applications nécessitant un positionnement précis sans système de feedback complexe.
