petite clarification théorique sur les pas à pas

victorjung
Compagnon
12 Octobre 2012
633
Nyon suisse
  • Auteur de la discussion
  • #1
Hello, J'utilise des pas à pas, sans trop me poser de question, notamment dans mes imprimantes 3d, je fais comme tout le monde et ca va bien, mais y a un truc qui me turlupine:
prenons un moteur par exemple : 3.4V 1.7A 2ohm.
Je sais d'expérience qu'il tournera nikel avec mes A4988 limité à max 2A avec une alimentation 12V mais comment ca se fait?

Pour moi avec 2 ohm de résistance, il faudrait donc 6A, ce que mon driver ne délivre pas, alors comment ca se fait que ca fonctionne quand meme?
 
Guy69
Compagnon
3 Mars 2009
1 169
FR-71170
bonjour
oui la loi d'ohm dit U=RI donc 12=2 * 6 mais ça c'est uniquement en régime de courant continu quand tes bobinages sont une résistance pure.
En réalité ils fonctionnent en "alternatif" à une fréquence qui dépend de la vitesse de rotation. Les bobinages ne se comportent plus comme des résistances pures mais comme des réactances. Le courant dépend de la vitesse du moteur.

Cordialement
Guy
 
victorjung
Compagnon
12 Octobre 2012
633
Nyon suisse
  • Auteur de la discussion
  • #3
ok... donc plus t'es lent, plus t es proche d'un régime continu, plus ton courant et grand, plus grande est la puissance, expliquant pourquoi il y a plus de couple à petite vitesse?
Le courant max est en fait présent qu uniquement maintient , à vitesse =0 ?
Merci pour tes infos
 
victorjung
Compagnon
12 Octobre 2012
633
Nyon suisse
  • Auteur de la discussion
  • #5
super merci,
Mais alors comment avoir une idée du courant dont aurait théoriquement besoin un pap à une tension, et vitesse donnée?
 
Guy69
Compagnon
3 Mars 2009
1 169
FR-71170
Il y a plusieurs éléments qui entrent en jeu (qualité du noyau magnétique, saturation etc). En fonction de ces éléments, le bobinage présente une inductance (L). La réactance vaut 2 x PI x Fréquence x L.
Ensuite la loi d'ohm s'applique avec U = Reactance x I
(bon il faudrait aussi parler de l'impédance qui est la combinaison de la résistance en régime continu et de la réactance...)
En pratique, inutile de trop se fatiguer avec ça (sauf pour le plaisir de comprendre bien sûr). Pour ma part je m'en tiens aux informations du fabricant: le courant qu'il indique est le courant MAX qu'il ne faut pas dépasser. Le choix du driver ou sa configuration permet de définir ce courant max qu'on va autoriser. Si on choisit un courant plus faible, le couple sera plus faible.
D'autres expliqueront sûrement mieux que moi
Cordialement
Guy
 
Dernière édition:
cr-_-
Compagnon
29 Septembre 2009
820
FR-31 Plaisance du touch
Bonjour,

Un moteur pas à pas se commande en courant (comme les leds entre autre) c'est pour cela que sur les pilotes on sélectionne le courant que l'on désire pour le moteur (en fonction de son courant maximal indiqué par le constructeur)
@Guy69 a donnée la formule qui va bien et à partir de là on peut comprendre que plus la fréquence est élevé plus la réactance l'est aussi, donc si on reprend ça dans la formule U = Reactance x I, pour I constant (celui choisi pour le moteur), U augmente

Donc au final pour garder l'intensité constante (et donc du couple moteur) à haute vitesse il faut une tension d'alimentation importante
Dans un monde idéal le moteur pas à pas absorberai toujours la même intensité mais la tension serait fonction de la vitesse
 
stanloc
Compagnon
29 Octobre 2012
5 120
De mon point de vue, il vaut mieux introduire la notion de temps pour avoir un commencement d'explication sur le fonctionnement des moteurs pas à pas. En effet dès que le moteur commence à tourner il faut avoir bien en tête que l'alimentation des bobines se fait par des créneaux (pas de l'alternatif comme notre secteur 50 Hz) et qu'il faut "un certain temps" pour que le courant s'établisse dans les bobines. Imaginez un récipient qu'il faut remplir PUIS VIDER dans un temps de plus en plus court au fur et à mesure que la vitesse d'arrivée des impulsions augmente. La seule façon d'augmenter la vitesse de remplissage c'est d'augmenter la tension DC qui alimente les drivers. Mais il arrive très vite que le remplissage malgré tout et le vidage ne se fassent plus complètement. Cela veut dire que le courant nominal ne peut plus être atteint et donc le couple du moteur diminue.
C'est pourquoi un paramètre qui caractérise les moteurs pas à pas doit être le premier à considérer, c'est la self-induction des bobines. Elle s'exprime en mHenry. Bon il faut comme toujours s'arrêter à un compromis car la résistance ohmique, la self et le couple que peut fournir le moteur, ces trois paramètres sont en concurrence. Ce qui complique la vision du système c'est que l'on a en plus une régulation du courant moyen dans les bobines par un hachage à très haute fréquence (haute par rapport à la fréquence des impulsions pour la rotation). Par exemple à l'arrêt sans ce dispositif le courant deviendrait énorme. Les premiers moteurs pas à pas étaient alimentés sans ce type d'asservissement du courant ; on avait une tension DC bien stable et en série avec chaque bobine on plaçait une résistance ohmique de sorte qu'à l'arrêt la loi d'Ohm déterminait le courant max admissible. Cela fonctionnait très bien à basse vitesse de rotation mais la montée en vitesse était moins bonne encore qu'avec les drivers actuels, sans parler que le rendement énergétique était calamiteux. Les watts perdus chauffaient l'atelier.
Stan
 
CNCSERV
Compagnon
27 Décembre 2007
5 024
FR-28360
Quelques bases électrotechniques très simplifiées:



Quand on branche une ampoule sur un moteur et que l'on fait tourner le moteur avec une perceuse par exemple l'ampoule s'allume et elle s'allume plus ou moins fort en fonction de la vitesse.
Le moteur est alors une génératrice qui fourni une tension appelle FEM symbolisée par E (Force Electro-Motrice).
* La FEM est proportionnelle a la vitesse.
* La tension au borne de notre génératrice est donc U = E - pertes , la tension au borne de notre génératrice est donc toujours inférieure a la FEM,
* le courant circule de la génératrice vers l'ampoule.

Si maintenant si on alimente notre moteur la FEM existe toujours mais cette fois on parle de FCEM (Force Contre Electro-Motrice.) symbolisée par E'
La FCEM de notre moteur sera donc E' = U - pertes.
* La vitesse de rotation va dépendre de la tension d'alimentation mais aussi des pertes que vont varier avec la charge (RI).
* La tension d'alimentation est toujours supérieure à la FCEM.
* Le courant circule du l'alimentation vers le moteur.

Donc:
- Quand la tension d'alimentation est supérieure a la FEM: On a un moteur... Quand la tension d'alimentation est inférieure à la FEM On a une génératrice qui renvoie du courant vers l'alimentation.
Tout moteur en phase de freinage devient une génératrice.

Notre moteur Pas à Pas a bien sur lui aussi une FCEM, pour le vérifier il suffit de court-circuiter tout ses fils et essayer de le faire tourner.....C'est très dur.
Un moteur Pas à pas est un moteur alternatif synchrone, c'est a dire que sa vitesse va dépendre de la fréquence, pas de la tension comme précédemment mais pour que notre moteur reste un moteur il va falloir que sa tension soit supérieure à la FCEM.

Comment savoir quelle tension il faut lui fournir ?
En contrôlant le courant, il faut que le courant circule toujours vers le moteur.
C'est le rôle du driver, il contrôle le courant et ajuste la tension (par MLI) pour que ce courant soit a son maximum en fonction du réglage.
Lorsque la tension du moteur (FCEM + autres) va atteindre la tension de notre alimentation le driver ne pourra plus réguler, le courant va chuter et le moteur va décrocher.
D'ou l'importance de la tension de l'alimentation.

Les tension d'un moteur Pas à Pas se décompose ainsi :
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- Les tension inductive et FCEM sont proportionnelle a la vitesse du moteur, donc à l'arrêt la tension du moteur est égale a U=RI, c'est la tension que l'on donne souvent sur le moteur mais qui ne veut absolument rien dire.
- La puissance de l'enroulement dépend bien de la charge. A vide on aura P =RI²; en peine charge on aura P = RI² + EI. (Ces 2 cas sont impossible évidement).

Maintenant pour savoir comment fonctionne la régulation de courant vous pouvez regarder Ici :
http://www.usinages.com/threads/question-alimentation.73657/page-3#post-819682


Une référence pour la théorie des moteur Pas à Pas: http://www.aerofun.be/modules/wfsection/article.php?

Sur les drivers modernes le courant dans un moteur est très proche d'un courant sinusoidal grace au micropas.

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source: http://etronics.free.fr/dossiers/num/num50/mpap.htm
 
Dernière édition:
gégé62
Compagnon
26 Février 2013
2 594
Harnes (Pas de Calais)
J'ajoute mon grain de sel car je suis en train justement de me faire la main avec ces petites choses,

en corollaire de tout ce qui est dit ci-dessus (je n'ai pas tout lu avec attention :wink: ) :
quand on veut tourner vite, le courant a plus de mal (n'a pas le temps) à s'établir, et on a donc intérêt à alimenter avec une tension supérieure. Le driver, comme on l'a dit, limite le courant à la valeur réglée, mais ce courant sera atteint plus facilement s'il peut disposer d'une tension supérieure au départ. Je dis ça sous réserve, c'est comme ça que je l'ai compris.
Par contre je ne sais pas quel est le courant de maintien, je suppose qu'il est plus faible....

pour info sur le DRV8825 on règle le courant max avec un petit potard, il y a une procédure très simple pour cela (voir sites github ou leBear).
 
CNCSERV
Compagnon
27 Décembre 2007
5 024
FR-28360
le courant a plus de mal (n'a pas le temps) à s'établir, et on a donc intérêt à alimenter avec une tension supérieure.
C'est tout a fait vrai mais le fréquence dans les phases du moteur n'est pas aussi élevée que cela et cette tension est prise en compte dans mon graphique avec LIω qui correspond a la formule di/dt = U/L transposée au courant alternatif sinusoidal . A 1000tr/min la fréquence du courant dans les bobinages n'est que de 800Hz (1000/60 *50poles)
Par contre ou la tension a de l'importance c'est sur le découpage qui est à plusieurs kHZ. voir courbe verte : http://www.usinages.com/threads/question-alimentation.73657/page-3#post-819682 A réfléchir non ça n'a pas une grosse importance. En micropas la variation de courant a chaque step n'est pas énorme surtout à basse vitesse.
La tension induite par la variation du courant est bien LIω.
 
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