Mesure de couple sur moteur pas à pas
Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas ?
Un moteur pas à pas, se distingue par le fait qu'il tourne par pas angulaires fixes plutôt qu'en continu. Ce moteur CC synchrone sans balais convertit les impulsions numériques en rotations mécaniques précises de l'arbre. Servant de dispositif d'entrée-sortie numérique, il excelle dans les applications où les signaux de commande sont des impulsions numériques. Une impulsion incrémente le moteur d'un angle précis et, lorsque la fréquence des impulsions augmente, les mouvements par paliers se transforment en rotation continue. Les moteurs pas à pas offrent un démarrage et un arrêt de précision, en utilisant des bobines en phases pour des rotations fractionnées contrôlées, appelées "pas".
Le moteur pas à pas est couramment utilisé lorsqu'un positionnement précis est nécessaire, notamment pour les disques durs, la robotique, les antennes, les télescopes, les équipements d'impression 3D, les dispositifs médicaux, la robotique et les machines à commande numérique.
Comment mesurer le couple sur un moteur pas à pas ?
Une méthode relativement simple pour estimer le couple du moteur pas à pas consiste à mesurer sa puissance électrique absorbée, la tension et le courant dans la ligne électrique entraînant le moteur pas à pas. Pour la plupart des moteurs, le couple est directement proportionnel au courant et peut en être dérivé en connaissant la vitesse de l'arbre et le rendement du moteur. Ceci est considéré comme une mesure indirecte du couple puisqu'il ne s'agit pas du véritable couple mécanique mais plutôt d'une relation entre les quantités de puissance électrique et une valeur de couple théorique et estimée.
Cependant, pour une mesure précise et exacte du couple de sortie de l'arbre, un capteur de couple de réaction utilisé comme capteur de couple de moteur pas à pas est la méthode recommandée.
Les systèmes automatisés dans diverses industries s'appuient sur des moteurs pas à pas pour surveiller les mouvements linéaires et rotatifs. La perte par friction et le changement de vitesse du moteur nécessitent l'inclusion d'un système de contrôle en boucle fermée, qui peut être réalisé avec un capteur de couple de réaction monté avec l'ensemble.
Mesure de l'ondulation du couple du moteur pas à pas
L'ondulation du couple fait référence aux fluctuations du couple de sortie pendant le fonctionnement d'un moteur, résultant souvent de la séquence pas à pas. Mathématiquement, l'ondulation du couple est définie comme la différence entre le couple maximum et minimum produit sur un tour mécanique du moteur, divisée par le couple moyen produit sur un tour, exprimée en pourcentage.
Les capteurs de couple de réaction utilisés dans les applications de test de couple de moteurs pas à pas permettent de mesurer à la fois le couple d'engrenage et l'ondulation du couple, aidant ainsi les ingénieurs à identifier, quantifier et minimiser ces fluctuations pour des performances moteur plus fluides.
Fonctionnement:
- Le capteur de couple de réaction TFF500 est monté entre un réducteur à angle planétaire CGI Prime 017PLX et l'emplacement de montage du réducteur.
- Pendant que le moteur pas à pas fonctionne, le couple produit et transmis via le réducteur NEMA 17 est mesuré par le TFF500 (retour de couple du moteur pas à pas).
- Le conditionneur de signal IAA amplifie le signal TFF500 pour l'entrée dans un automate pour système de contrôle en boucle fermée pour le contrôle du couple.
- Tmoteur = Couple appliqué par le moteur + réducteur ;
- Treaction = Couple de réaction mesuré par les capteurs de couple qui empêche le stator/corps du moteur de tourner ;
Tréaction = -Tmoteur.
