Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas?

Motor de pas à pas basique:

UN Stepper Motors est un moteur électrique qui fait pivoter son arbre en étapes précises et à degré fixe. En raison de sa structure interne, vous pouvez suivre la position angulaire exacte de l'arbre en comptant les étapes - aucun capteur nécessaire. Cette précision rend les moteurs Stepper idéaux pour de nombreuses applications.

Système de moteur pas à pas:

Le fonctionnement d'un système de moteur pas à pas tourne autour de l'interaction entre le rotor et le stator. Voici un aperçu détaillé du fonctionnement d'un moteur pas à pas typique: Génération du signal:  un contrôleur génère une séquence d'impulsions électriques qui représentent le mouvement souhaité. Activation du conducteur:  le conducteur reçoit les signaux du contrôleur et dynamise les enroulements du moteur dans une séquence spécifique, créant un champ magnétique rotatif. Mouvement du rotor:  Le champ magnétique généré par le stator interagit avec le rotor, le faisant tourner en étapes discrètes. Le nombre d'étapes correspond à la fréquence d'impulsion envoyée par le contrôleur. Feedback (facultatif):  Dans certains systèmes, un mécanisme de rétroaction, comme un codeur, peut être utilisé pour garantir que le moteur a déplacé la bonne distance. Cependant, de nombreux systèmes de moteur pas à pas fonctionnent sans rétroaction, en s'appuyant sur le contrôle précis du conducteur et du contrôleur.

Types de moteurs pas à pas:

1. Moteurs passants à aimant permanent (PM)

Ces moteurs utilisent des aimants permanents pour le rotor, ce qui améliore le couple à basse vitesse. Ils sont simples et peu coûteux, ce qui les rend idéaux pour les applications nécessitant une précision et une vitesse modérées.

2. Motors pas à pas de réticence variable (VR)

Dans un moteur de réticence variable, le rotor est fait de fer mou et le fonctionnement du moteur dépend de la réticence (résistance au flux magnétique) du rotor. Ces moteurs sont plus efficaces que les moteurs PM mais ont tendance à produire moins de couple.

3. Motors pas passaires hybrides

Les moteurs pas à pas hybrides combinent les caractéristiques des moteurs PM et VR pour offrir des performances supérieures. Ils offrent un meilleur couple et une meilleure précision, ce qui les rend adaptés à des applications plus exigeantes telles que les machines CNC, les imprimantes 3D et les systèmes robotiques.

Les moteurs pas à pas hybrides sont des produits principaux de Besfoc.

Besfoc Hybrid Stepper Motor:

Nos moteurs pas à pas comprennent une phase et en trois phases, avec des angles de pas de 0,9 °, 1,2 ° et 1,8 °, et des tailles de moteur de NEMA8, 11, 14, 16, 17, 23, 24, 34, 42 et 52. En plus des moteurs à stepper hybride standard, des moteurs de stepper à bougies fermé Les moteurs pas à pas imperméables, les moteurs pas à pas entièrement et les servomoteurs de stepper intégrés, etc., dans lesquels les paramètres du moteur de pas, le codeur, la boîte de vitesses, le frein, les pilotes intégrés, etc. peuvent être personnalisés en fonction des différents besoins.

Caractéristiques de moteurs pas à pas hybrides

Les moteurs pas à pas hybrides combinent les meilleures caractéristiques de l'aimant permanent (PM) et des moteurs pas à pas de réticence variable (VR). Ils offrent un couple élevé, un positionnement précis et un fonctionnement efficace. Vous trouverez ci-dessous les principales caractéristiques des moteurs pas à pas hybrides:

1. Sortie de couple élevé

Les moteurs pas à pas hybrides offrent un couple significativement plus élevé que les moteurs traditionnels de stepper PM ou VR. Cela est dû aux principes magnétiques combinés utilisés dans leur conception, ce qui améliore leurs performances.

2. Positionnement précis

Ces moteurs fournissent un contrôle précis sur la position de rotation. Ils sont idéaux pour les applications qui nécessitent des mouvements précis, tels que les machines CNC, les imprimantes 3D et la robotique.

3. Capacité de micro-arrosage

Les moteurs pas à pas hybrides peuvent prendre en charge le microste, ce qui signifie qu'ils peuvent se déplacer par incréments très fins (plus petits qu'un pas complet). Il en résulte un mouvement plus lisse et un contrôle plus fin sur le positionnement.

4. Grande efficacité

Les moteurs pas à pas hybrides sont plus économes en énergie que leurs homologues purs PM ou VR. Ils fonctionnent à des niveaux de courant inférieurs tout en maintenant le couple, ce qui les rend adaptés aux applications soucieuses de l'énergie.

5. Couple de maintien élevé

Ces moteurs sont conçus pour maintenir un fort couple de maintien, même lorsqu'il est stationnaire, ce qui est important pour les applications qui doivent résister aux forces externes lorsqu'elles ne sont pas en mouvement.

6. Conception compacte et robuste

Les moteurs pas à pas hybrides sont généralement compacts et durables. Leur conception combine la fiabilité des aimants permanents avec la robustesse de la réticence variable, offrant une solution robuste pour divers environnements.

7. Large gamme de tailles et de configurations

Ces moteurs sont disponibles dans une variété de tailles et de configurations pour répondre à différentes exigences de charge. Ils peuvent être adaptés à des applications spécifiques, que ce soit pour des machines à petite ou à grande échelle.

8. Réaction basse

La conception de Hybrid Stepper Motors minimise le contrecoup, garantissant qu'il existe un retard minimal ou 'Slack ' entre les commandes et le mouvement. Ceci est essentiel pour les applications nécessitant une haute précision.

9. Options de lecteur polyvalent

Les moteurs pas à pas hybrides peuvent être motivés par une variété de méthodes de contrôle, y compris le pas complet, le demi-pas et le microste. Cette polyvalence leur permet d'être utilisées dans différentes applications avec des exigences de contrôle variables.

10. Réduction de la génération de chaleur

En raison de leur fonctionnement efficace, les moteurs pas à pas hybrides génèrent moins de chaleur par rapport aux moteurs traditionnels, améliorant leur durée de vie et leurs performances en usage continu.

Conclusion

Les moteurs pas à pas hybrides  combinent les forces de différentes technologies moteurs pour fournir une solution très efficace, précise et polyvalente pour de nombreuses applications de contrôle de mouvement. Leur conception robuste, leur couple élevé et leur capacité à obtenir un mouvement de microste et de microsépping en font un excellent choix dans des industries telles que l'automatisation, la robotique et la fabrication.

Structure des moteurs pas à pas hybrides:

La structure d'un moteur pas à pas hybride se compose de plusieurs composants clés:

Stator, rotor, couverture, arbre, roulement, aimants, noyaux de fer, fils, isolation d'enroulement, rondelles ondulées et ainsi de suite ...

Principe de travail de la structure du moteur pas à pas hybride:

• Les bobines de stator sont sous tension dans une séquence spécifique, créant des champs magnétiques qui attirent ou repoussent les dents du rotor.

• Alors que les dents du rotor s'alignent avec les pôles du stator, le rotor se déplace vers la position stable suivante (A 'Step ').

• La combinaison de l'aimant et des dents permanents du rotor assure un positionnement précis et un couple élevé avec une perte minimale.

Avantages des moteurs pas à pas hybrides

Les moteurs pas à pas hybrides offrent de nombreux avantages, ce qui en fait un choix populaire dans diverses applications nécessitant une grande précision et efficacité. Vous trouverez ci-dessous les principaux avantages des moteurs pas à pas hybrides:

1. Couple et performance supérieurs

Les moteurs pas à pas hybrides fournissent un couple plus élevé par rapport aux moteurs pas à pas traditionnels. Cette sortie de couple améliorée les rend idéales pour les applications exigeantes qui nécessitent plus de puissance, telles que la robotique, les machines CNC et l'impression 3D.

2. Précision et précision

L'un des principaux avantages des moteurs pas à pas hybrides est leur capacité à fournir un contrôle précis sur le mouvement. Leur conception permet des étapes à haute résolution, ce qui se traduit par un positionnement précis et un mouvement lisse, essentiel dans les tâches qui nécessitent un contrôle méticuleux.

3. Efficacité énergétique

Les moteurs pas à pas hybrides sont conçus pour fonctionner efficacement, réduisant la consommation d'énergie tout en maintenant les performances. Cette efficacité énergétique est particulièrement bénéfique dans les applications où la conservation de l'énergie est cruciale, contribuant à réduire les coûts d'exploitation à long terme.

4. Opération lisse et silencieuse

Par rapport aux autres moteurs, les moteurs pas à pas hybrides fonctionnent avec moins de vibrations et de bruit, en particulier lorsque le microste est utilisé. Cela les rend idéaux pour les environnements où un bruit minimal et un mouvement lisse sont essentiels, comme dans l'équipement médical ou les imprimantes haut de gamme.

5. Réduction de la génération de chaleur

Les moteurs pas à pas hybrides génèrent moins de chaleur par rapport aux moteurs traditionnels. Cette réduction de la chaleur améliore la longévité du moteur et réduit le besoin de mécanismes de refroidissement supplémentaires, ce qui les rend plus fiables et rentables.

6. Taille compacte

Malgré leurs capacités de couple élevées, Les moteurs pas à pas hybrides sont compacts, ce qui les rend adaptés aux applications limitées dans l'espace. Leur petite empreinte est un avantage dans les projets nécessitant une utilisation efficace de l'espace disponible.

7. Durabilité et fiabilité améliorées

Les moteurs pas à pas hybrides sont construits pour durer avec des matériaux durables et une construction robuste. Leur fiabilité en fonctionnement continu les rend bien adaptés aux environnements industriels et à forte demande, garantissant un entretien et des temps d'arrêt minimaux.

8. Large gamme d'options de contrôle

Les moteurs pas à pas hybrides offrent des méthodes de contrôle polyvalentes, y compris le pas complet, le demi-pas et le microste. Cette polyvalence permet aux utilisateurs d'affiner les performances du moteur en fonction de leurs besoins spécifiques, offrant une flexibilité dans différentes applications.

9. Réaction basse

Avec une conception à faible contrecoup, les moteurs pas à pas hybrides minimisent les erreurs de position et assurent des transitions plus lisses entre les étapes. Ceci est particulièrement important dans les applications de haute précision où la précision est primordiale.

10. Rentable

Alors que Les moteurs pas à pas hybrides offrent des performances supérieures, elles restent relativement abordables par rapport à d'autres moteurs à haute performance. Leur combinaison d'efficacité et de performances élevées en fait un choix de référence pour de nombreuses industries.

Conclusion

Les avantages des moteurs pas à pas hybrides en font un choix supérieur pour les applications nécessitant une précision, une fiabilité et une efficacité énergétiques élevées. Leur couple supérieur, leur fonctionnement en douceur, leur taille compacte et leurs besoins à faible entretien les rendent idéaux pour un large éventail d'industries, y compris la robotique, la fabrication et l'automatisation. Que vous recherchiez une solution économe en énergie ou un moteur qui offre un mouvement précis, les moteurs pas à pas hybrides sont une excellente option.

Comment contrôler le moteur pas à pas

Comment contrôler un moteur pas à pas hybride

Les moteurs pas à pas hybrides combinent les caractéristiques des moteurs à aimant permanent (PM) et à la réticence variable (VR). Ces moteurs offrent un mouvement précis et un couple élevé, ce qui les rend adaptés à un large éventail d'applications, de l'impression 3D à la robotique et aux machines CNC. Le contrôle d'un moteur pas à pas hybride consiste à gérer les signaux qui entraînent son mouvement, y compris sa direction, sa vitesse et ses étapes. Vous trouverez ci-dessous un guide étape par étape sur la façon de contrôler efficacement un moteur pas à pas hybride.

1. Comprendre le principe de travail des moteurs pas à pas hybrides

Les moteurs pas à pas hybrides fonctionnent en se déplaçant en étapes discrètes en fonction d'une séquence d'impulsions électriques envoyées aux bobines de moteur. Chaque impulsion tourne le moteur d'une quantité spécifique, généralement 1,8 ° par étape dans un moteur de 200 étapes, ce qui entraîne une rotation complète. En ajustant la séquence et la fréquence des impulsions, vous pouvez contrôler la direction, la vitesse et la taille du pas du moteur.

2. Choisissez un conducteur de moteur pas à pas

Un moteur pas à pas hybride nécessite un conducteur pour convertir les signaux de commande (généralement à partir d'un microcontrôleur) en courant et tension appropriés pour conduire les bobines de moteur. Certains pilotes de moteur pas à pas populaires sont:

• A4988 : Un conducteur populaire qui prend en charge le contrôle complet, de la moitié et du microste.

• DRV8825 : un pilote qui prend en charge des courants plus élevés et un microste pour un mouvement plus lisse.

• TB6600 : un conducteur robuste pour les moteurs pas à pas hybrides haute puissance utilisés dans des applications plus grandes.

Assurez-vous que le conducteur que vous choisissez est compatible avec les spécifications de votre moteur, en particulier la tension, le courant et la résolution des pas.

3. Câblage du moteur et du conducteur

Pour contrôler le moteur pas à pas hybride, vous devez câbler correctement le moteur au conducteur. En règle générale, les moteurs pas à pas hybrides ont quatre fils (bipolaires) ou six fils (unipolaires), selon la conception. Les moteurs bipolaires nécessitent deux bobines, chacune connectée à deux broches sur le conducteur, tandis que les moteurs unipolaires peuvent inclure un robinet central sur les bobines.

Étapes de câblage communes:

• Connectez les fils du moteur aux broches de sortie du conducteur.

• Connectez l'alimentation au conducteur en fonction de sa tension et des notes de courant.

• Connectez les broches de commande du conducteur (étape et dir) au microcontrôleur (comme un arduino) pour contrôler le moteur.

4. Contrôler le moteur pas à pas avec un microcontrôleur

Pour contrôler le moteur pas à pas hybride, un microcontrôleur (par exemple, Arduino, Raspberry Pi) est couramment utilisé. Le microcontrôleur envoie des impulsions à pas au conducteur du moteur pas à pas pour contrôler son mouvement. Les signaux clés que vous devez gérer sont:

• Étape (signal d'impulsion) : Chaque impulsion envoyée au conducteur du moteur pas à pas fait franchir le moteur.

• Dir (Signal de direction) : Ce signal détermine la direction de rotation. Changer le niveau de logique (élevé ou bas) de la broche DIR commandant la direction de rotation du moteur.

5. Programmation du contrôle du moteur

Vous devez écrire du code qui demande au microcontrôleur d'envoyer les signaux appropriés au pilote de moteur pas à pas. Voici un exemple de contrôle d'un moteur pas à pas hybride à l'aide d'un arduino:

const int steppin = 3;    // Pin de pas connecté à la broche Arduino 3 const int dirpin = 4;     // Dir Pin connecté à la broche Arduino 4 vide setup () {pinmode (steppin, sortie);   // Définissez la broche de pas en tant que PinMode de sortie (dirpin, sortie);    // Définissez la broche DIR sous forme de sortie} void Loop () {DigitalWrite (dirpin, high); // Définissez la direction dans le sens des aiguilles d'une montre pour (int i = 0; i <200; i ++) {// 200 étapes pour une rotation complète DigitalWrite (steppin, high);  // Envoyez une impulsion au moteur de retardcrosecondes (1000);      // Durée d'impulsion DigitalWrite (Steppin, Low);   // terminer les microsecondes de retard d'impulsion (1000);      // Durée d'impulsion} retard (1000);  // pause avant de changer de direction DigitalWrite (Dirpin, Low); // Définissez la direction dans le sens antihoraire pour (int i = 0; i <200; i ++) {DigitalWrite (steppin, high);     DelayMicrosecondes (1000);     DigitalWrite (Steppin, Low);     DelayMicrosecondes (1000);   } délai (1000); // Pause }

Ce code tournera le moteur dans le sens horaire pendant 200 étapes (une rotation complète) puis dans le sens antihoraire.

6. Vitesse de contrôle et accélération

La vitesse du Les moteurs pas à pas hybrides sont déterminés par la fréquence des impulsions envoyées à la broche de pas. Pour contrôler la vitesse, vous pouvez ajuster le retard entre les impulsions. Un délai plus court entraînera une rotation plus rapide, tandis qu'un délai plus long ralentira le moteur. Par exemple, la diminution du retard à 500 microsecondes rendra le moteur tournant plus rapidement.

De plus, si une accélération et une décélération lisses sont nécessaires, vous pouvez progressivement diminuer ou augmenter le retard entre les impulsions, ce qui aide à prévenir les mouvements saccadés. Cette technique est connue sous le nom de rampe.

7. Modes d'étape (pas entièrement, demi-pas, microsteping)

Le conducteur du moteur pas à pas peut fonctionner dans différents modes d'étape, affectant les performances et la douceur du moteur. Certains modes communs comprennent:

• Mode complet : le moteur prend des pas complètes, ce qui entraîne un mouvement moins précis mais plus rapide.

• Mode demi-pas : le moteur prend des étapes plus petites que le mode complet, offrant un mouvement plus lisse et plus précis.

• MicroStepping : Il s'agit du mode de précision le plus élevé, où le moteur prend de très beaux étapes (subdivisant les étapes complètes), fournissant le mouvement le plus fluide et la meilleure résolution.

Le micro-application est particulièrement utile lorsque vous avez besoin de mouvements lisses et de haute précision, comme dans les applications d'impression 3D ou de CNC.

8. Surveillance et commentaires

Dans certaines applications avancées, les moteurs pas à pas hybrides peuvent être associés à des encodeurs ou à d'autres systèmes de rétroaction pour surveiller leur position et leur vitesse. Ces systèmes de rétroaction aident à garantir avec précision le moteur vers la position souhaitée, en particulier dans les systèmes de contrôle en boucle fermée. L'utilisation des encodeurs aide à prévenir les étapes manquées et améliore les performances globales du moteur.

Conclusion

Le contrôle d'un moteur pas à pas hybride consiste à choisir le bon conducteur de moteur, à le câbler correctement et à utiliser un microcontrôleur pour envoyer des signaux d'impulsion qui dictent le mouvement du moteur. En ajustant la fréquence des impulsions, en contrôlant la direction et en sélectionnant différents modes d'étape, vous pouvez obtenir un contrôle de mouvement précis pour un large éventail d'applications. Avec la bonne configuration, les moteurs pas à pas hybrides offrent un mouvement lisse, précis et fiable pour tout, de la robotique à l'impression 3D.

Applications de moteurs pas à pas

Les moteurs pas à pas hybrides sont largement utilisés dans les applications qui nécessitent un contrôle précis du mouvement, de la rotation et du positionnement. Ces moteurs sont particulièrement bien adaptés aux tâches nécessitant une précision, une fiabilité et une efficacité. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des applications les plus courantes et diverses des moteurs pas à pas:

1. Impression 3D

Le mouvement étape par étape est essentiel pour l'impression 3D. Les moteurs pas à pas contrôlent le mouvement précis de la tête d'impression et de la plate-forme de construction, permettant la création de modèles complexes et détaillés. Leur capacité à se déplacer dans de petits incréments précis les rend idéaux pour cette technologie.

2. Machines CNC

Dans les machines CNC (ordinateur numérique), les moteurs pas à pas contrôlent le mouvement des outils de coupe et des pièces avec une haute précision. Cette précision est essentielle pour les processus de broyage, de virage, de forage et de gravure qui nécessitent un haut niveau de détail et de répétabilité.

3. Robotique

Les moteurs pas à pas sont couramment utilisés dans la robotique pour contrôler le mouvement des bras robotiques, des roues ou d'autres composants mécaniques. Leur contrôle précis permet aux robots d'effectuer des tâches complexes avec une grande précision dans des secteurs tels que la fabrication, les soins de santé et la recherche.

4. Systèmes de contrôle de la caméra

En photographie et en cinématographie, les moteurs pas à pas sont utilisés dans les systèmes de contrôle de la caméra pour obtenir des ajustements de mise au point en douceur et précis, le zoom et le panoramique. Leur mouvement précis est essentiel pour capturer des images claires et régulières, en particulier dans des contextes professionnels.

5. Systèmes de fabrication automatisés

Dans les lignes de production automatisées, les moteurs pas à pas contrôler les courroies de convoyeur, les bras d'assemblage et les systèmes d'emballage. Leur capacité à effectuer des mouvements répétitifs et précis en fait un outil précieux dans des industries comme la fabrication automobile, la transformation des aliments et l'électronique.

6. Industrie textile

Les moteurs pas à pas sont utilisés dans des machines textiles pour contrôler les métiers à tisser, les machines à tricoter et les machines à coudre. Leur mouvement précis assure des coutures, du tissage et de la création de motifs précis, améliorant l'efficacité et la qualité de la production textile.

7. Équipement médical

Les moteurs pas à pas se trouvent couramment dans les dispositifs médicaux qui nécessitent un mouvement précis, tels que les pompes à perfusion, les robots chirurgicaux et les machines de diagnostic. Leur précision et leur fiabilité garantissent que ces appareils effectuent des tâches critiques en toute sécurité et efficacement.

8. Imprimantes et scanners

Dans les imprimantes et les scanners, les moteurs pas à pas contrôlent le mouvement du papier, des cartouches d'encre et des têtes de balayage. Cela garantit une grande précision dans les processus d'impression et de balayage, contribuant à la qualité de la sortie finale.

9. Aérospatial et défense

Dans les applications aérospatiales, les moteurs pas à pas sont utilisés dans les systèmes de contrôle pour le positionnement par satellite, les systèmes radar et le positionnement des antennes. Leur précision et leur fiabilité sont cruciales pour assurer le bon fonctionnement de ces systèmes critiques.

10. Électronique grand public

Le contrôle de mouvement étape par étape est utilisé dans une variété d'électronique grand public, tels que les disques, les appareils électroménagers et les supports réglables pour les téléviseurs. Les moteurs de stepper garantissent que ces appareils fonctionnent en douceur et avec précision, améliorant l'expérience utilisateur.

11. Systèmes de positionnement

Les moteurs pas à pas hybrides sont largement utilisés dans les systèmes nécessitant un contrôle de position précis, tel que les systèmes d'antenne, les supports de télescope et les platines. Ils offrent un mouvement fiable et reproductible, assurant un positionnement précis dans divers domaines, de l'astronomie au divertissement.

12. Distributeurs automatiques

Dans les distributeurs automatiques, les moteurs pas à pas contrôlent le mouvement des produits pour assurer une distribution correcte. Leur précision garantit que le bon produit est livré au client sans erreur, améliorant l'efficacité de la machine.

Conclusion

Les moteurs pas à pas sont indispensables dans les industries qui s'appuient sur des mouvements précis et contrôlés. Leur capacité à fournir un mouvement précis et reproductible en fait un composant essentiel dans les applications allant de l'impression 3D à l'aérospatiale. Alors que la technologie continue de progresser, la polyvalence et la fiabilité des moteurs pas à pas garantir leur utilisation continue dans un large éventail d'industries, améliorant l'automatisation, la précision et l'efficacité.