LES MOTEURS PAS A PAS

1. LES MOTEURS PAS A PAS CLICK CLICK CLICK CLICK Moteur à aimant permanent Moteur à réluctance variable Moteur hybride Lexique Animation « flash » (P. ABATI) CLICK Cliquer sur l’un des carrés selon votre choix G. D’AQUINO/C.PALADINO

2. S N - d’une partie mobile (rotor) constituée par un aimant. -d’une partie fixe (stator) constituée de deux noyaux ferromagnétiques. N S Sur ces noyaux, on trouve des bobines; ce sont donc des électroaimants. On peut légèrement augmenter le nombre d’électroaimants (3 ou 4) afin d’obtenir une meilleure résolution. Elle est cependant limitée. MOTEUR A AIMANT PERMANENT 1/5 Le moteur se compose : Lorsqu’un courant électrique traverse une bobine, un champ magnétique est créé (règle du « tire-bouchon »). Le rotor s’aligne sur l’électroaimant. Le couple est assez élevé.

3. S S S S N N N N N S S N S N B1 N S S N S N B2 MOTEUR A AIMANT PERMANENT 2/5 Mode Plein pas Fonctionnement sur une phase Les bobines sont alimentées l’une après l’autre. Pour une rotation dans le sens horaire, la séquence est : B1 B2 I+ 0 0 I+ I- 0 0 I- Si l ’on veut changer le sens de rotation, on inverse l’ordre de la séquence.

4. N S S N S N N S N S N S N S S N N S B1 S S S S S N S N N N N N B2 MOTEUR A AIMANT PERMANENT 3/5 Mode Plein pas Fonctionnement sur deux phases (couplemaximal) Les bobines sont alimentées simultanément. Pour une rotation dans le sens horaire, la séquence est : B1 B2 I+ I+ I- I+ I- I- I+ I- Si l ’on veut changer le sens de rotation, on inverse l’ordre de la séquence.

5. N S S N S S S S N N N N N S N S N S N S S N N S S N B1 S S S N S S N S N S N S N N N N S N B2 MOTEUR A AIMANT PERMANENT 4/5 Mode Demi-pas Le fonctionnement est une fusion des deux précédents. On alterne l’alimentation d’une phase et de deux phases. Pour une rotation dans le sens anti-horaire, la séquence est : B1 B2 0 I- I- I- I- 0 I- I+ 0 I+ I+ I+ I+ 0 I+ I- Si l ’on veut changer le sens de rotation, on inverse l’ordre de la séquence.

6. S N N S S N L’application d’un courant dans la première bobine entraîne un champ Nord – Sud. L’application d’un courant dans la deuxième bobine entraîne un champ Sud - Nord. MOTEUR A AIMANT PERMANENT 5/5 Alimentation unipolaire Dans ce type de moteur, le stator comporte 2 bobines sur chaque noyau. Les deux bobines ont (en général) un point commun. Ce moteur est utilisé quand on ne dispose pas d’une alimentation symétrique. On n’alimente jamais deux bobines sur le même noyau en même temps.

7. B1 Le rotor est en fer doux non aimanté. Il est muni de dents. B’3 B2 B3 B’2 B’1 MOTEUR A RELUCTANCE VARIABLE 1/5 Le stator est constitué par des bobines. On représente ici 3 bobines : B1-B’1/ B2-B’2/ B3-B’3 Lorsque l’on alimente une bobine (ici B2), celle-ci crée un champ magnétique. Les lignes de champ passent plus facilement dans le fer que dans l’air car la perméabilité magnétique du fer est beaucoup plus grande.

8. B1 B’3 B2 il tourne de manière à aligner 2 dents (les plus proches) sur la bobine alimentée (ici B2). C’est la règle du flux maximum B3 B’2 B’1 MOTEUR A RELUCTANCE VARIABLE 2/5 Le rotor étant monté sur un axe de rotation,

9. B1 B’3 B2 Si on alimente la bobine B1, un nouveau déplacement se produit. Et ainsi de suite. B3 B’2 B’1 MOTEUR A RELUCTANCE VARIABLE 3/5 Si on alimente la bobine B3, le rotor se déplace, pour aligner une paire de dents (la plus proche) sur cette bobine.

10. B1 B’3 B2 B3 B’2 B’1 MOTEUR A RELUCTANCE VARIABLE 4/5 La commande du moteur est relativement simple, elle se fait en alimentant successivement les bobines. Le sens du champ magnétique est quelconque. Le sens du courant n’a aucune influence. Donc la polarisation des bobines peut se faire dans les deux sens.

11. B1 B’3 B2 Si l ’on double le nombre de dents, on double la résolution: 24 pas par tour. B3 B’2 B’1 MOTEUR A RELUCTANCE VARIABLE 5/5 La résolution dépend du nombre de dents du rotor (ici 4) et du nombre de paire de pôles du stator (ici 3) Ici, c’est un moteur à 12 (4x3) pas par tour. On voit donc qu’un moteur à réluctance variable peut avoir une granderésolution, mais le couple est faible, en particulier à l’arrêt, quand aucune bobine n’est alimen-tée (couple nul).

12. Le rotor est un empilement, sur un même axe, de 2 (ou plus) aimants circulaires munis de dents Le stator est constitué de bobines comme les autres types de moteurs MOTEUR HYBRIDE 1/2 Le moteur hybride regroupe les avantages du moteur à aimant permanent (couple) et ceux du moteur à réluctance variable (résolution). La commande est identique à celle du moteur à aimant permanent.

13. La figure représente les 2 rotors développés. On voit que la commutation du courant d’une bobine vers une autre, décalée de 90 degrés, provoque le dépla-cement du rotor d’un pas. Ici le pas vaut 3,6 °. La résolution est donc de 100 pas par tour. MOTEUR HYBRIDE 2/2

14. Lexique 1/2 • Rotor: c’est la partie mobile, qui tourne autour d’un axe de rotation. • Stator: c’est la partie fixe, constituée d’électroaimants • Phase: une ou plusieurs bobines alimentées simultanément • Réluctance: c’est le quotient de la force magnétomotrice d’un circuit magnétique par le flux d’induction qui le traverse ( synonyme : résistance magnétique). Dans un moteur à réluctance variable, le rotor se déplace de manière à présenter une résistance minimale au passage du flux magnétique; c’est la règle du flux maximal. • Résolution: c’est le nombre de pas par tour d’un moteur pas à pas. Certains constructeurs indiquent l’angle de pas. Exemple: un moteur dont l’angle de pas vaut 3,6° a une résolution de 100 pas par tour.

15. Lexique 2/2 • Alimentation unipolaire:les bobines sont traversées par un courant qui est toujours dans le même sens. La commande d’une phase ne nécessite qu’un seul transistor mais il faut 2 bobines sur chaque noyau pour pouvoir polariser les électroaimants dans les 2 sens. • Alimentation bipolaire:les bobines sont traversées par un courant qui peut changer de sens, ce qui permet de changer la polarité de l’électroaimant. Chaque phase est commandée par un " pont en H " (4 transistors).