Un moteur pas à pas linéaire convertit les impulsions numériques en mouvement linéaire précis sans nécessiter de systèmes de rétroaction (contrôle en boucle ouverte). Il est largement utilisé dans les applications nécessitant un positionnement précis, telles que :
• Imprimantes 3D
• Machines CNC
• Dispositifs médicaux
• Équipement de test automatisé
• Systèmes optiques et laser
(1) Types de moteurs
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Tapez |
Descriptif |
Avantages |
Inconvénients |
Applications |
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Réluctance variable (VR) |
Utilise un rotor en fer denté |
Faible coût, conception simple |
Couple inférieur, pas de force de détente |
Un positionnement à moindre coût |
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Aimant permanent (PM) |
Contient un rotor magnétisé |
Couple plus élevé, meilleure force de maintien |
Résolution limitée |
Automatisation générale |
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Hybride (HB) |
Combine les fonctionnalités VR + PM |
Couple élevé, résolution fine |
Plus cher |
Machines de précision |
(2) Exigences en matière de force et de vitesse
• Force (poussée) :
♦ Calculer la force requise en tenant compte du frottement, de l'accélération et de la charge utile.
♦ Plage typique : 1N à 500N (des forces plus élevées peuvent nécessiter des vis à billes).
• Vitesse :
♦ Les moteurs pas à pas perdent du couple à des vitesses plus élevées (utilisez le micropas pour un mouvement plus fluide).
(3) Résolution et précision
• Angle de pas : commun (1,8° ou 0,9° par pas complet).
• Micropas : améliore la douceur (par exemple, 1/16, 1/32 micropas).
• Sélection de vis/pas : affecte la résolution linéaire (par exemple, pas de 2 mm → 0,01 mm/pas avec micropas).
(4) Intégration mécanique
• Montage : Assurez-vous d'un bon alignement pour éviter tout grippage.
• Jeu : Minimisez-le avec des écrous anti-jeu ou des systèmes préchargés.
• Refroidissement : évitez la surchauffe avec des dissipateurs thermiques ou de l'air forcé (en cas de fonctionnement à des cycles de service élevés).
Étape 1 : Définir les exigences de la candidature
• Masse de charge (kg)
• Distance de déplacement et vitesse (mm/s)
• Précision de positionnement (µm/mm)
• Cycle de service (continu/intermittent)
Étape 2 : Calculer la force requise
Utilisation :
Ftotal=Faccel +Ffriction+F gravité (sivertical)
Où :
Faccel=m×a (masse × accélération)
Ffrottement =μ×m×g (µ = coefficient de frottement)
Étape 3 : Choisissez le moteur et l'entraînement
• Taille du moteur : NEMA 17, 23, 34 (châssis plus élevé = plus de couple).
• Sélection du pilote :
♦ Courant constant (meilleure gestion de la chaleur)
♦ Capacité de micropas (mouvement plus fluide)
♦ Tension nominale (plus élevée = meilleures performances à haute vitesse)
Étape 4 : vérifier les performances
• Courbe couple-vitesse : assurer une force suffisante à la vitesse de fonctionnement.
• Limites thermiques : évitez de dépasser les températures nominales du moteur.
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Paramètre |
Valeur |
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Masse de charge |
5kg |
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Vitesse maximale |
200 mm/s |
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Accélération |
2 m/s² |
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Voyage |
300 millimètres |
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Précision |
±0,05mm |
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Moteur sélectionné |
Moteur pas à pas hybride NEMA 23 |
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Chauffeur |
48 V, 1/32 micropas |
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Vis mère |
Pas de 5 mm, écrou anti-jeu |
❌ Moteur sous-alimenté → Calage à haute vitesse.
❌ Mauvais refroidissement → Arrêt thermique en service continu.
❌ Microstepping incorrect → Problèmes de vibration/résonance.
❌ Désalignement mécanique → Usure accrue et précision réduite.
► Steppers hybrides offrent le meilleur équilibre entre couple et précision.
► Les pilotes micropas améliorent la douceur et réduisent le bruit.
► Un calcul correct de la force garantit un fonctionnement fiable.
Pour les besoins de haute vitesse/haute précision, pensez steppers en boucle fermée ou servomoteurs linéaires comme alternatives.
