Courbes des moteurs pas à pas
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Caractéristiques : démarrage, arrêt, couple et comparatif
Moteur brushless
Voici la photo d'un servomoteur brushless industriel, triphaséComme la quasi-totalité des brushless industriels : alimenté par son variateur en MLI pseudo-sinusoïdale, il se positionne finement grâce à son codeur, bien au-delà des pas naturels d'un moteur pas à pas.
.Il incorpore un codeur, car si tout moteur synchrone est son propre codeurIl s'agit d'un codeur incrémental :
Si on connait le point de départ, en fonction du nombre d'impulsions envoyées, on connait la position finale !, encore faut-il l'initialiserA la mise sous tension par exemple ! : connaître son point de départ !
Démarrage et arrêt
Afin d'éviter tout risque de décrochageImpossibilité de rester ou d'accrocher la vitesse de synchronisme : Lorsque le champ tournant est plus 'nerveux' que l'inertie du rotor couplé à sa charge, le rotor ne parvient plus à le suivre : il décroche et perd des pas...Le moteur brushless n'est pas conçu pour fonctionner en asynchrone !, l'électronique de pilotage gère des rampes d'accélérationUn démarrage direct demande au rotor de passer instantanément de l'arrêt à la vitesse du champ : son inertie, et celle de la charge, l'en empêchent. Il oscille autour de sa position et décroche.
La rampe laisse au rotor le temps d'accélérer avec le champ, pas à pas. et de décélérationIci c'est l'inertie mécanique des masses en mouvement qui risque d'emmener le rotor au-delà de la position commandée : il décroche en cas de ralentissement trop brutal !.
Les imprimantes un peu anciennes laissent quelquefois percevoir ces phases, trop brèves aujourd'hui...
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Courbes de couple
En violet, la courbe de couple nominale avec un démarrage et arrêt respectant des rampes progressives. En bleu les démarrages ou arrêts sans progressivité. Sans rampe, le rotor ne peut pas suivre les variations brutales du champ : le couple réellement transmis est plus faible. Et à grande vitesse, le couple baisse de toute façon : l'inductance des bobines empêche le courant de s'établir complètement à chaque pas, et la tension induite par la rotation s'opposeLa loi de Lenz, ci-dessous : plus le moteur tourne vite, plus la tension induite est grande, et moins il reste de tension pour faire passer le courant. à l'alimentation (voir Aller plus loin, en fin de cours).
Tableau comparatif
| Brushless 4 pas | Réluctance seule | Hybride |
|---|---|---|
| Fonctionnement possible en micro-pas Précision moindre qu'un vrai 200 ou 400 pas Economique et fiable Couple élevé à l'arrêt Jusqu'à plusieurs centaines de kiloWatts | Nombre de pas assez élevé A partir de 12 Ne requiert pas de terre rare Couple faible à l'arrêt Quelques dizaines de Watts | Nombre de pas jusqu'à 400 Positionnement d'une très grande résolution : 0.9° ! Complexe à fabriquer, assez onéreux Couple très élevé à l'arrêt Jusqu'à plusieurs dizaines de kiloWatts |
Pourquoi le couple chute avec la vitesse, micro-pas, perte de pas, brushless avec ou sans capteur, bien choisir son moteur : tout est dans Aller plus loin, en fin de cours !
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Cours extrait du parcours : INDUSELEC
