petite clarification théorique sur les pas à pas

[vres]

Par contre je ne vois pas l'avantage PAP en boucle fermée par rapport à un système (servomoteur avec encodeur + régulateur PID). Les prix des deux systèmes paraissent assez proches.

Les moteurs Hybrides n'ont pas vraiment besoin de réglages.
L''avantage d'un moteur Hybrides c'est que le driver s'arrange pour que le déphasage entre le rotor et le stator ne dépasse pas 90° pour garder un couple maximum comme l'a expliqué Gaston.

 

[vres]

Le système règle le couple des moteurs en faisant varier la tension apparente du moteur. Pour les PAP la courbe du couple moteur en fonction de la tension appliquée est un peu compliquée. Passons à un exemple

J'ai placé ci-dessus la courbe que je citais avec deux niveaux de couple résistant (en pointillé) qui varie entre 150 et 200 . L'intersection des courbes donne le point de fonctionnement théorique
Torque=couple, Speed=vitesse, pps=pulse par seconde, rps=révolution par seconde.

Avec 24V ton moteur va décrocher a 1500PPS, a 80V il va décrocher à 5000PPS.
Le rapport entre la tension est de 80/24 = 3.3 et le rapport entre la vitesse est de 5000/1500 = 3.3


Donc tu vois bien ici que la vitesse de décrochage sera presque proportionnelle a la tension d'alimentation.

 

[gaston48]

Je rajouterais que le pas à pas hybride par par rapport à un servomoteur "classique" DC ou AC brushless
et à puissance / taille égale conserve la particularité du pas à pas, c'est à dire un couple beaucoup plus
important à très basse vitesse alors que le servomoteur DC à un couple plus faible aux très basses vitesse
mais constant jusqu'à ses vitesses les plus hautes.
Si on considère l'inertie mécanique des 2 solutions cela peut être avantageux de choisir un pas à pas hybride
pour des applications nécessitant une forte accélération "de 0 à 100" mais peut être moins avantageux
"de 100 à 200". tout se calcule, si on dispose de toutes les infos. Ce n'est pas si compliqué les docs de
constructeur sont très bien faites car pratique (applicable à des problèmes réels).

Le déphasage de 90° magnétique qu'évoque CNCSERV, corresponde bien au 1.6° de décalage
mécanique du rotor. Sur le plan asservissement pour tout décalage observé par l'encodeur,
par rapport à la consigne de position, le drive va compenser en envoyant des micropas
pour augmenter le couple de rattrapage de l'erreur.

Rien n’empêche de monter une motorisation hybride avec de éléments discrets.
Un pas à pas classique, un drive de qualité (numérique piloté en micro-pas) un capteur de position: codeur incrémental, règle optique.
En amont, un contrôleur de mouvement qui va recueillir la position instantané du codeur
mélanger cette info dans la PID avec la consigne et sortir un signal de correction appliqué
à l'entrée du générateur de fonction de micropas appliqués au drive. Habituellement
(en boucle ouvert) c'est directement la consigne qui est appliqué à ce générateur

 

[metal89]

Ok Gaston48 c'est maintenant clair pour moi.
Bon j'arrête là, mais j'ai comme l'impression que la question initiale de VictorJung n'a toujours pas de réponse ou bien les éléments de la réponse ont été dilués dans les échanges.

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?

Bon je me lance pour repartir sur les rails de la question
Je crois que la valeur de 3,4V qui est donnée dans la doc est une différence de tension mini entre les tensions des enroulements pour que le moteur tourne. Ce n'est pas la tension d'alimentation du moteur.

Qui dit mieux?

 

[stanloc]

Ok Gaston48 c'est maintenant clair pour moi.
Bon j'arrête là, mais j'ai comme l'impression que la question initiale de VictorJung n'a toujours pas de réponse ou bien les éléments de la réponse ont été dilués dans les échanges.
Qui dit mieux?

Comment ça, les pros se seraient défoncés en explications pour rien ?
Stan

 

[gaston48]

Réponse:
Pour que ce moteur fournisse potentiellement son couple nominal (quand on va forcer la rotation jusqu'à 1.6°) à l’arrêt,
il faut lui appliquer un courant de 1.7 A.
A l’arrêt, pas de FCEM, il n'a que sa pure résistance ohmique à opposer soit 2 Ohms.
Ce qui nous fait U=R*I 2*1.7 = 3.4 V
Ensuite quand on va envoyer les séquences de pas pour le mettre en rotation va apparaître
proportionnellement une FCEM qui va se soustraire aux 3.4 V, le résistance va évoluer vers une réactance,
qui va grandir aussi et pour maintenir les 1.7 A il va falloir monter la tension.
C'est le drive qui se charge de cela, automatiquement,en temps réel.
A partir de 12 V, si on accélère encore, le courant va chuter ainsi que le couple disponible.

 

[vres]

Comment ça, les pros se seraient défoncés en explications pour rien ?

Ben Il y en a qui font bien des commentaires pour rien.

 

[victorjung]

Merci à tous je vais lire ca tranquillement, il y a du concis et du précis donc normalement je devrais pouvoir tirer ce que j'en veux!

 

[metal89]

Gaston48 avec cette explication tout devient logique. J'en prend note comme les explications sur les PAP en boucle fermée.

 

[metal89]

Pour rester dans les intensités. Pour les drivers des PAP faut-il régler les switch sur la valeur qui correspond en pointe (peak) ou RMS?

 

[gégé62]

bjr
je ne cois pas être HS avec une petite remarque: apparemment sur tous les PAP que je vois, il n'y a jamais rien pour faciliter le refroidissement, enveloppe alu avec ailettes...trous dans la carcasse, qui permettraient de mettre un ventilo derrière. Ça me surprend un peu, car on pourrait augmenter un peu la performance. Non ?

 

[vres]

Pour rester dans les intensités. Pour les drivers des PAP faut-il régler les switch sur la valeur qui correspond en pointe (peak) ou RMS?

C'est une bonne question,
Moi je règle sur peak pour commencer, mais je fais des essais avec des intensités différentes. C'est fou ce que le comportement d'une machine peut changer en réduisant un peu le courant sans altérer les performances.

 

[vres]

trous dans la carcasse, qui permettraient de mettre un ventilo derrière. Ça me surprend un peu, car on pourrait augmenter un peu la performance. Non ?

Si sans aucun doute, mais je pense qu'il est préférable d'avoir un moteur étanche au poussières, quand on vois déjà l'état des ventillos sur certaines armoires
Par contre le support ou est monté le moteur peut avoir une incidence sur son refroidissement.

 

[gégé62]

OK merci, pas pensé à ça (pas de poussière chez moi .... )

 

[Dardar88]

apparemment sur tous les PAP que je vois, il n'y a jamais rien pour faciliter le refroidissement, enveloppe alu avec ailettes

Si, ç'etait l'option majeure ,demi coque a ailette a ajouter si besoin ,et souvent ,il y en avait besoin ,
c'etait cher , moins qu'un ventilo , les pap etaient cylindriques ,avec les ailettes c'etait beau comme
un vaisseau spatial (meme aspect que les extrudeurs d'imprimante 3d en plus gros).

C'est fou ce que le comportement d'une machine peut changer en réduisant un peu le courant sans altérer les performances.

Oui ,souplesse ,pas d'auto induction et pas de surchauffe

Si sans aucun doute, mais je pense qu'il est préférable d'avoir un moteur étanche au poussières, quand on vois déjà l'état des ventillos sur certaines armoires
Par contre le support ou est monté le moteur peut avoir une incidence sur son refroidissement.

Et ce qu'on peu respirer .... rare sont les cas ou on prend le temps de faire ce qu'il faut , a part
les machines industrielles super carterisées, une visite par l'image des cn amateurs montrent
que la tole pliée n'est pas leur fort ,ni le mien

t.

 

[gégé62]

Oui ,souplesse ,pas d'auto induction et pas de surchauffe

et @CNCSERV
encore un truc bon à savoir...c'est pas si évident, on aurait tendance à penser "qui peut le + peut le - "...

 

[vres]

On a deux instrument de mesure hyper perfectionnés à notre disposition :
- L'oreille pour detecter vibrations et résonnances,
- la main pour évaluer l'intensité : Froid on peut augmenter le courant, très chaud il faut baisser le courant (si on se brule c'est trop tard)

 

[metal89]

--> CNCSERV
Le problème c'est que je n'ai jamais pu obtenir des vendeurs le courant maximal admissible pour un facteur de service donné (voir définition en PJ) alors que pour les plus simples postes à souder des grandes surfaces de bricolage il est marqué. Donc on risque de cramer le moteur en usage intensif.

Pour les effets de petites variations d'intensité c'est incontestable comme le montre cette courbe. Mais pas dans toute la plage de vitesse

--> Gege62
les moteurs PAP chauffent beaucoup, mais paraît-il qu'ils peuvent fonctionner en continu avec une température d'enroulement de 70°....!?
Concernant leur échauffement GeckoDrive a fait un doc basique sur les PAP où il précisent qu'il faut dimensionner très précisément le moteur en fonction du couple nécessaire. Sous-dimensioné il surchauffe, surdimensionné il surchauffe.
http://www.geckodrive.com/support/step-motor-basics.html (en début de leur page en lien le download en PDF) Voir la pièce jointe Facteur de service Tech178-pp-58.pdf

 

[cr-_-]

Bonjour,

Le pire cas d'utilisation d'un moteur pas à pas c'est quand il est à l'arrêt donc avec un facteur de service de 0
Après ça dépend des contrôleurs qui réduise le courant à l'arrêt, donc le pire cas devient la plus petite vitesse pour laquelle le contrôleur ne baisse pas le courant

Donc le courant maximal n'est pas vraiment fonction du facteur de service (contrairement aux servos)

@metal89 Trop gros ils ne surchauffe pas c'est qu'ils coûtent plus cher, et chauffent inutilement

 

[vres]

Comme un moteur chauffe principalement par effet joules RI², si il chauffe de trop on baisse le courant, c'est ce que je disais plus haut, il n'y a aucune raison de régler le courant a la valeur qui est imprimée sur l'étiquette.
Comme le courant est constant le moteur chauffe toujours un peu pareil, sauf effectivement à l'arrêt avec la réduction de courant

qu'il faut dimensionner très précisément le moteur en fonction du couple nécessaire

Comment on peut régler quelques chose précisément en fonction de quelques chose qui est assez aléatoire

 

[metal89]

--> cr._.
En fait je cite la firme GeckoDrive qui explique cela dans son document (je l'ai mis en PJ). La chaleur est due aux pertes par effet Joule et aux pertes fer (courants induits et hystérésis). Pour les pertes Joules c'est à l'arrêt que la situation est la pire comme déjà cité plus haut
L'histoire du dimensionnement est vers la fin du doc dans la section 9.
Ce doc est intéressant car il explique clairement mais simplement les phénomènes d'oscillation et de résonance et leurs méfaits. Ceci pourrait peut-être expliquer pas mal de déboires que je peux lire ici ou là liés à l'abus de micropas et des drivers pas très précis.
--> CNCSERV
Dans l'industrie je suppose qu'ils sont capables de calculer le couple de travail. Pour un amateur avec une fraiseuse à portique il faudrait être un Kador de la modélisation dynamique pour y parvenir, j'en conviens volontiers. On a pas d'autres choix que la méthode incrémentale et empirique que tu proposes. L'avantage d'avoir ces connaissances c'est pour accélérer et affiner un diagnostic en de fonctionnement insatisfaisant. Voir la pièce jointe Step Motor Basics Guide.pdf

 

[cr-_-]

c'est bien le document que j'ai lu, juste la compréhension de la langue de Shakespeare qui est différente

Any torque capability in excess of what the application requires comes at the high cost of unnecessary motor heating. Excess torque capability beyond a reasonable safety margin will never be used but will exact the penalty of an oversized power supply, drive stress and motor temperature.

 

[vres]

Pour les pertes Joules c'est à l'arrêt que la situation est la pire comme déjà cité plus haut

les pertes Joules c'est RI² et pas autre chose, comme à l'arrêt on réduit le courant on réduit aussi les pertes joules. Quand aux pertes fer elles n'existent pas sans variation de flux magnétique.

 

[vres]

Dans l'industrie je suppose qu'ils sont capables de calculer le couple de travail.

On ne va pas changer les moteurs a chaque que l'on change de travail.
Si on fait du surfaçage ou de la gravure fine on aura pas le même couple.

 

[vres]

Ceci pourrait peut-être expliquer pas mal de déboires que je peux lire ici ou là liés à l'abus de micropas et des drivers pas très précis.

C'est un fabricant de driver qui le dis.
Il y en a même qui prenne en compte l'inductance pour calculer l'échauffement, depuis quand une inductance consomme et restitue de l'énergie.
Il est préférable de trouver de la documentation sur des sites neutres.

 

[metal89]

--> CR._.
C'est effectivement sur cette citation que je me suis appuyé. Voici comment je l'avais comprise
" tout d'excès de capacité en couple par rapport au besoin de l'application se paye au prix d'un échauffement excessif. Un excès de capacité en couple au-delà d'un marge raisonnable de sécurité ne sera jamais utilisée mais apportera une sanction sur le surdimensionnement de l'alimentation et de la température moteur"
La sanction n'est pas que financière selon la seconde phrase en cas de surdimensionnement.

--CNSERV
GeckoDrive a une excellente réputation et ils auraient eu intérêt à vanter les mérites d'un système surdimensionné, ce qu'ils ne font pas.

On ne va pas changer les moteurs a chaque que l'on change de travail.
Si on fait du surfaçage ou de la gravure fine on aura pas le même couple.

La machine universelle optimale n'existe pas. Si on fait 90% de gravure et 10% d'usinage "dur" style découpe, personnellement j'optimiserai la machine pour la gravure. Par ailleurs ce ne sont pas les mêmes machines qui font de la gravure ou du surfaçage: fraiseuse à potence vs fraiseuse verticale

Bon WE à tous

 

[vres]

On appelle ca le commerce
la théorie c'est bien mais il faut que ca s'appuie sur de vraies formules, c'est le cas du site http://www.aerofun.be/modules/wfsection/article.php?articleid=23 et autres.
Personnellement je ne fit pas a ce que j'ai lu que sur un seul site.
Autrement comme site avec de vraies démonstrations, avec des équations mathématique il y a celui-ci : https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00246232/document. ( moi j'ai eu du mal à comprendre le titre alors je n'ai pas été plus loin)
Une explication théorique des moteurs Pas à Pas qui ne parle parle de FCEM déjà il faut zapper.
La formule miracle pour calculer le couple et en déduire quel moteur il faut acheter : Couple, courant, tension, inductance, le rapport de réduction, la tolérance admisse, etc... tout le monde en parle mais on ne le vois jamais.

Personnellement, je n'ai pas des étagères avec pleins de moteurs pour chaque machine que je vais équiper. J'achéte tout simplement de bons moteurs.
- Rapport Courant/couple le plus élevé (et pas le contraire),
- faible résistance,
- faible inductance,

Driver acceptant une tension élevée
- Réglages de courant facile pour les essais
,- Tension alimentation élevée 50 ou 80V voir 110V pour les NEMA34

Alimentation par transfo torique, pont et condo avec une reverse de 5V mini avec le tension maxi du driver. Attention maintenant la tension réseau et très souvent proche des 240V.

 

[gégé62]

Bonjour,

Voir la pièce jointe Step Motor Basics Guide.pdf

j'ai enregistré ce document que je trouve très instructif et très pédagogue. Merci.

 

[vres]

Pour ceux qui ne savent pas ce que veut dire empirique : http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/empirique/28945

C’est une blonde qui fait une expérience sur une mouche.
Elle veut savoir, après combien de pattes et d’ailes en moins une mouche s’arrêtera de voler.
Elle arrache une première patte, et dis: “Mouche, Mouche. vole !” Et la mouche s’envole. elle fait la même chose pour les autres pattes.
Elle enlève la première aile et redis: “Mouche, mouche.. vole !”
Et la mouche vole, mais difficilement. Elle arrache la deuxième aile et dis: “Mouche, mouche.. vole !”
La mouche ne vole pas.. “Mouche, mouche, vole !!!”
Elle vole toujours pas.
Elle note donc qu’après avoir arraché 6 pattes et 2 ailes, la mouche devient sourde…

Ca c'est empirique


Comme le soulignait très bien metal89, les courbes n'ont de valeur que si l'on sait dans quelles conditions elles ont étaies realisées.

Si en cours d'essais et mesures on présentait une courbe sans avoir expliqué de façon très précise la méthode utilisée, le matériel utilisé et le schéma, c'était un zéro assuré.

 

[MCrevot]

Farceur, va !

Bon, plus sérieusement ; ce sujet est vraiment pas simple, je l'ai pas mal buché, mais tout de même ... en particulier, manque de points de repère ;

A ton avis, pour un Nema 23 bipolaire, couple de maintien 3Nm, courant max 3A, combien peut-on viser viser comme inductance et résistance par phase (les miens font 7.5 mH et ohm, je suis assez limité en vitesse) ?

Michel