Un positionnement clair : les moteurs pas à pas de FAULHABER

Dans les moteurs pas à pas, le rotor fait le tour de sa trajectoire circulaire en de multiples pas individuels. Un allumage et une extinction ciblés du courant dans les enroulements du stator font tourner le rotor vers une position spécifique. Ce mode de fonctionnement le différencie fondamentalement des moteurs électriques classiques tournant en continu.

Lorsque la tension d’alimentation est coupée, le rotor reste dans sa dernière position, ses aimants délivrent un couple de maintien sans courant. Cela s’avère particulièrement intéressant dans de nombreuses applications sur batterie. La commande du moteur compte les pas réalisés, si bien qu’elle sert également de codeur. Un codeur supplémentaire n’est généralement pas nécessaire au bon fonctionnement.

Comment les moteurs pas à pas de FAULHABER sont-ils conçus ?

Les moteurs pas à pas de FAULHABER sont tous biphasés, il sont conçus comme des moteurs à aimant permanent ou à aimant disque. Pour les moteurs à aimant disque, jusqu’à 25 paires de pôles sont disposées en pizza sur l’aimant disque du rotor. Les enroulements du stator en une ou deux pièces sont orientés à la perpendiculaire de l’aimant disque. Dans les moteurs à aimant permanent, le rotor se compose d’un support en plastique qui contient plusieurs petits aimants permanents. Les enroulements sont logés dans un stator en deux pièces. Le rotor tourne entre les deux moitiés du stator.

Indépendamment de leur nombre et de leur disposition, les enroulements du stator sont mis sous tension en deux phases en alternance. Chaque phase déplace le rotor d’un segment de pôle magnétique. Comparés au moteurs C.C. classiques et aux moteurs pas à pas hybrides qui sont souvent utilisés dans les produits électroniques de masse, les moteurs pas à pas disposent dans chacune des deux variantes de nombreux atouts de construction.

Les technologies de moteur pas à pas classiques sont généralement optimisées pour une caractéristiques précise parmi plusieurs, par exemple la vitesse, le couple ou la précision, alors que ceux de FAULHABER présentent des valeurs optimales dans plusieurs catégories en même temps. En termes de précision de positionnement, ils atteignent des niveaux maximum absolus. Ainsi, avec un moteur pas à pas de FAULHABER avec vis-mère, l’erreur maximale de la position peut être inférieure à deux microns. Comme tous les moteurs de FAULHABER, les moteurs pas à pas se distinguent également par un puissance maximale dans un volume très petit.

Pour les applications de sécurité, un codeur supplémentaire peut leur être ajouté. Comme la commande du moteur fournit déjà les données de position, la surveillance de la position au moyen d’un appareil supplémentaire apporte un résultat redondant. La sécurisation supplémentaire au moyen d’un codeur est souvent mise en place dans les domaines du diagnostic en laboratoire, de la technologie laser et de la microscopie technique, pour les technologies médicales et dentaires, ainsi que dans l’industrie des semi-conducteurs.

Comment fonctionne un moteur pas à pas de FAULHABER ?

Qu’ils soient composés de petits segments individuels ou disposés en paires de pôles sur un disque, les aimants du moteur pas à pas font partie du rotor. Le stator est constitué de plusieurs enroulements placés en cercle. Chacun des enroulements est assigné à l’une des deux phases qui sont mises sous tension en alternance. La mise sous tension des phases l’une après l’autre provoque l’attraction et la répulsion en alternance des champs magnétiques créés, ce qui produit le déplacement circulaire, pas à pas, du rotor.

La séquence de l’alimentation en tension est régulée par le contrôleur. Chaque impulsion de courant provoque une rotation partielle d’un certain angle de l’arbre. Si les phases sont complètement activées et désactivées, le rotor s’aligne sur le champ magnétique de la phase sous tension et effectue un pas complet de cet angle. Un tour n’est complet que si le nombre maximal de pas individuels a été effectué et que le rotor se trouve à nouveau dans la position de départ.

L’activation et la désactivation simples des phases font tourner le rotor de pas complets. Mais l’alimentation électrique peut également être divisée en plus petit pas, si bien qu’au lieu des changements de tension complets d’une phase à l’autre, les enroulements subissent le gonflement et le dégonflement du courant. Dans ce cas, l’alimentation électrique suit une onde sinusoïdale graduée. Le rotor se déplace alors par sous-pas ou par micro-pas entre les phases. Le mode micro-pas rend le moteur plus silencieux et lui permet d’atteindre une précision de positionnement particulièrement élevée.

Le rotor répond aux changements de champ magnétique avec un délai minimal. Les moteurs pas à pas fonctionnent à pleine puissance presque dès leur allumage. Il sont donc particulièrement adaptés aux applications qui nécessitent des changements de sens fréquents et rapides.

Les moteurs pas à pas disposent d’atouts spécifiques qui en font la solution optimale pour certaines applications. Comparés aux moteurs d’autres technologies, ils présentent non seulement un couple élevé, mais aussi une grande précision de positionnement, une accélération des plus fortes et la capacité de changer de direction très rapidement. Ils peuvent être utilisés sans codeur, sans frein, et, utilisés comme entraînement direct, sans réducteur, permettant la réalisation de solutions très compactes.

Paramètres de base pour la sélection d’un moteur pas à pas :

• Profil de vitesse requis par l’application
• Couple de frottement et inertie
• Résolution nécessaire
• Espace disponible
• Tension d'alimentation disponible

D’autres critères à considérer lors du choix d’un moteur sont notamment l’emplacement et le type des points de montage, ainsi que le diamètre de l’arbre. Il convient également de tenir compte des conditions extérieures d’utilisation. En cas d'influences environnementales défavorables, telles que l'humidité, la poussière, une pression négative ou des températures extrêmes, un certain degré de protection, l'aptitude au vide ou une plage de température particulièrement étendue peut s'avérer nécessaire.

FAULHABER propose une gamme exceptionnellement large de moteurs pas à pas. Parmi les nombreuses variantes, vous trouverez forcément l’entraînement optimal pour une grande majorité d’applications. Par ailleurs, un large choix de périphériques et d’accessoires est disponible, pour le plus grand nombre de combinaisons sur mesure possibles du marché.

L’outil Drive Calculator vous permet de trouver rapidement le moteur pas à pas qui répond le mieux à vos besoins. Nous proposons également à nos clients la fabrication sur mesure d'entraînements configurés pour une application spécifique.

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