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Comment fonctionne un moteur pas à pas?

May 02, 2017

La construction de base

Je vais simplifier les moteurs pas à pas ici pour illustrer l'idée simple et centrale: le rotor (intérieur) d'un moteur pas à pas tourne par de petites quantités discrètes (étapes) car le stator (extérieur) applique des impulsions magnétiques qui tirent et poussent autour .

Le rotor

Le rotor lui-même est constitué de deux disques, un peu comme des engrenages, dont l'un est un pôle nord magnétique (rouge) et l'autre est un pôle sud (bleu). Lorsque nous mettons les deux disques en arrière, nous obtenons des dents de pôles nord et sud alternant autour du bord. Si vous trouvez cela difficile à imaginer, imaginez que votre main gauche est un pôle nord magnétique et qu'elle est rouge colorée, tandis que votre main droite est un pôle sud magnétique et un bleu coloré. Si vous mettez une main sur l'autre, de sorte que les doigts d'une main alternent avec les doigts de l'autre, alors regardez vers le bas, vous verrez alterner les «dents» du pôle nord et sud (les doigts) autour du bord. C'est effectivement ce que nous avons dans le rotor d'un moteur pas à pas.

Le stator

Autour du bord du rotor, nous avons le stator: dans cet exemple, quatre électroaimants peuvent être allumés et éteints individuellement. En général, les électro-aimants d'un moteur pas à pas fonctionnent par paires, chaque paire d'aimants opposés s'allumant ensemble pour former un pôle nord en même temps, puis les aimants perpendiculaires, qui fonctionnent également ensemble. Je préfère le dessiner d'une manière légèrement différente, ce qui me paraît plus simple et plus facile à comprendre. Exactement ce qui s'allume quand il dépend du nombre de dents du rotor (étapes) et du nombre de bobines d'électroaimant qui les entourent: la géométrie et l'alignement d'un moteur pas à pas doivent être juste pour faire tourner le rotor.

Comment ça tourne

  1. L'électro-aimant droit est activé et devient un pôle nord (rouge) et l'électro-aimant gauche devient un pôle sud (bleu). Cela entraîne le rotor autour d'un pas, de sorte qu'une dent bleue sur le rotor s'enclenche vers l'électro-aimant droit et une dent rouge s'arrête vers l'électro-aimant gauche.

  2. Maintenant, l'électro-aimant inférieur devient un pôle nord, l'aimant supérieur devient un pôle sud et les deux aimants horizontaux sont éteints. Encore une fois, les dents du rotor sont tirées d'un pas.

  3. Les aimants verticaux sont maintenant désactivés et les aimants horizontaux sont à nouveau allumés, mais avec la polarité opposée (modèle de magnétisme) qu'ils avaient avant. Les dents du rotor avancent par une étape supplémentaire.

  4. Enfin, les aimants verticaux sont à nouveau allumés, dans la polarité opposée à l'avant, et les aimants horizontaux sont éteints. Le rotor se moque d'une étape supplémentaire. Le cycle entier se répète ensuite.

Rappelez-vous qu'un moteur pas à pas n'est pas vraiment conçu pour continuer à tourner autour et autour: en envoyant autant ou peu d'impulsions aux électro-aimants extérieurs que nécessaire, nous pouvons transformer le rotor par un certain nombre d'étapes (et, par conséquent, par Un angle précis). Nous pouvons le faire tourner de manière opposée en inversant le courant électrique.