machine pas a pas

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université de Tébessa
Faculté des Sciences et de Technologie
Département de Génie Electrique
Mémoire de Fin d’Etudes pour l’obtention du Diplôme de Master en
Electrotechnique
Thème
Développement d’un Banc d’essai por l’étude est le diagnostic des moteurs à
pas Hybrides
Présenter par :
Djedouani. Belal
Ould amhed haiballa mohamed lemine
Devant le jury de soutenance
Mr. Guiza Douadi
Présidente
Mr. Makhlouf Med Abderraouf
Examinateur
Dr. Maamri mahmoud
Rapporteur
Promotion 2015 / 2016
Remercîment
Je tiens à remercier tout premièrement Allah le tout puissant pour la volonté,
la santé et la patience, qu'il m’a donné durant toutes ces longues années.
Ainsi, je tiens également à exprimer mes vifs remerciements à mon encadreur Dr.
MAMMRI mahmoud pour avoir d'abord proposée ce thème, pour le suivi continu
tout le long de la réalisation de ce mémoire et qui n'a pas cessée de me donner ses
conseils.
Je tiens à remercier les membres du jury pour leur présence et patience pendent
la présentation de ce travail et leur critique constructive.
Je tiens à remercier vivement touts les enseignants et employés du département
de génie électrique à l’université de Tébessa pour touts leurs aides et services qu’ils
m’ont octroyé tout le long de mon parcours universitaire.
Djedouani belal
Ould Ahmed ould haiballa Mohamed lemine
Dédicace
Je dédie ce Modest travail :
À tous mes frères et sœurs.et a tous la famille
DJEDOUANI.
Et toutes mes amies et mon binôme Med
lamine,
Et à mes collages électrotechniques.
Et toutes les personnes qui m’ont aidées et a
surtout a tous les gens que je n’ai pas cité, ils
resteront toujours dans mon cœur.
Djedouani .Belal
Liste des figures
Numéros
Titres de figures
Pages
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Chapitre I
flux induit de moteur pas à pas à pas
position de moteur pas à pas
positon 1
positon 2
positon 3
positon 4
chronogramme des étapes de moteur pas à pas
moteur pas a pas à aimant permanent
moteur pas à pas Réluctance variable
Structure d’un moteur pas à pas (montage bipolaire)
Structure d’un moteur pas à pas (montage unipolaire)
4
4
5
5
5
6
6
8
9
10
12
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
12
13
13
14
14
15
16
17
18
19
19
20
1
2
bobinage du moteur bipolaire
bobinage du moteur unipolaire
principe d’un moteur pas à pas
Le fonctionnement du 3 type moteur
couple maxi en fonction de la fréquence des pas
le couple des pas
le chronogramme de courant dans le bobine
schéma principe de moteur unipolaire
chronogramme de séquenceur
Schéma principe comment installer l’horloge dans la carte
Schéma principe de l’horloge
Schéma principe de l’horloge
Chapitre II : moteur pas à pas hybride
Moteur pas à pas hybride en fonctionnement
Fonctionnement du moteur pas à pas hybride
Moteur pas à pas hybride4 fils
Moteur pas à pas hybride 6 fils
Moteur pas à pas hybride8 fils
Moteur hybride (MH)
Chapitre III : partie pratique
carte de moteur pas à pas unipolaire
carte de moteur pas à pas bipolaire
3
4
5
6
7
8
9
10
Enroulements des moteurd à pas
Bord d’assemblage de la carte
contrôle de la vitesse par VR1 et VR
fixation du capteur angulaire sur l’arbre du moteur
schéma diagnostique de la carte de MH
Ph1 off
Ph2off
Ph3off
31
32
32
33
37
38
38
38
1
2
3
4
5
6
22
22
24
25
25
26
30
31
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
Ph4off
Ph1on
Ph2on
Ph3on
Ph4pn
Ph1off ph2off
Ph3off ph4off
Ph1on ph2on
Ph3on ph4on
ph1off ph3off
Ph1 off ph4off
Ph2off ph3off
Ph2off ph4off
Ph1on ph3on
Ph1on ph4on
Ph1off ph3on
Ph1off ph4on
Ph2on ph4on
Ph2on ph3on
Ph2on ph4on
Ph1off ph3on
Ph2off ph4on
3Phoff 1 phN
3Phon 1phN
Ph1 mélange ph2
Ph1 mélange ph3
Ph1 mélange ph4
Ph2 mélange ph3
Ph2 mélange ph4
Ph3 mélange ph4
Mélange ordre 2ph (1et2)
Mélange ordre 2ph (1et3)
Mélange ordre 2ph (1et4)
Mélange ordre 2ph (2et3)
Mélange ordre 2ph (2et4)
Circuit imprimé du montage
schéma de montage des straps
schéma de montage des composants
38
38
38
39
39
39
39
39
39
40
40
40
40
40
40
41
41
41
41
41
41
42
42
42
42
42
42
43
43
43
43
43
43
44
44
44
45
46
Liste des tableaux
Numéros
1
2
3
4
1
1
Titres
La table de vérité des étapes de moteur pas à pas
table de vérité de bobinage d’un moteur pas à pas
Structure d’un bobinage de moteur pas à pas position 1
Structure d’un bobinage de moteur pas à pas position 2
Chapitre II
les différents types de moteurs pas à pas
Chapitre III
Spécifications techniques
Pages
6
7
11
11
27
34
Liste de symboles
M.R.V
M.P
MH
B
P
P
Ndr
M
On
Off
N
r
dr
Moteur à Réluctance variable
Moteur à Aimant permanent
Moteur Hybride
Bobinage
Phase
Nombre de pôles magnétique vu par le stator
Nombre de dents sur une couronne rotorique
nombre de phases (doit être pair)
Masse
Non alimenté
Alimenté
Rempace
Deux phase en couple
Sommaire
Numéros
Titres
Liste de figures
Liste de tableaux
Observation
Introduction générale
Pages
Chapitre I :
Le moteur pas à pas
4.1. 1
4 .1 .2
4.2
Historique
Introduction
Définition
Fonctionnement d’un pas a pas 4 phases
fonctionnement de type de moteur pas a pas à aimant
permanent «tin can»
Avantages du moteur à aimant permanent
Inconvénients du moteur à aimant permanent
fonctionnement du moteur pas à pas à Réluctance variable
5
Comment fonctionne un moteur pas à pas
10
5.1
Structure d’un moteur pas à pas (montage bipolaire)
10
5.2
Structure d’un moteur pas à pas (montage unipolaire)
11
6
Alimentation unidirectionnelle en tension pour moteur à 4
phases
12
6 .1
L'alimentation des bobinages
12
6.1.1
Le moteur bipolaire
12
6.1.1
Le moteur unipolaire
13
7
Principe de commande d’un moteur pas à pas
13
7.1
Principe du moteur à aimant permanent
13
7.2
Principe du moteur à réluctance variable
13
8
Les phases
14
9
Couple et vitesse
14
10
L'électronique
15
11.1
L'électronique de puissance
16
12
Le séquenceur
17
1
2
3
4
4.1
3
3
3
4
8
9
9
9
13
L'horloge
19
14
Application
20
Chapitre II :
Le moteur pas à pas Hybride
1
Introduction
22
2
Définition
22
3
4
5
6
Fonctionnement d’un moteur pas à pas hybride
Avantages du moteur pas à pas hybride
Inconvénients du moteur pas à pas hybride
Réalisations industrielles
22
22
23
23
7
Performances
23
8
Composition d’un moteur pas à pas hybride
23
9
Commande d’un moteur pas à pas hybride
24
9.1
Câblage 4 fils
24
9.2
Câblage 6 fils
25
9.3
Câblage 8 fils
25
10
technologie des moteurs pas à pas hybrides
25
11
Caractéristiques Principales du Moteur Hybride
27
12
Comparaison des trois catégories des moteurs pas a pas
27
13
Conclusion
28
CHAPITRE III
1
Introduction
30
2
Définition de la carte pilote ‘’driver’’
30
3
Connexion dezs pas à pas à carte driver
30
4
Disposition des enroulements des moteurs à pas
31
5
6
6.1
6.2
6.3
7
8
10
l’oscillateur à bord de la carte
Fonction nement du banc
capteur angulaire
fixation du capteur
carte représentant le banc de diagnostique
Le tableau des defaux
la carte diagnostic de moteur pas à pas
Les figures des defaults
Conclusion générale
32
33
34
34
34
35
37
38
Introduction général :
De nombreux systèmes électromécaniques ont eu un succès grâce au moteur à pas et
beaucoup de mécanismes n’auraient jamais vu le jour sans l’existence du moteur à pas .ce
type de moteur étant généralement de faible taille comparé aux moteurs DC ou synchrones.
Ça précision laisse que ce moteur et choisi en premier lorsqu’il s’agit du contrôle précis de
position d’on système.
De plus, ayant une nature digitale ce type de moteur est très facilement interfaçable et
intégrable dans les systèmes à microprocesseur.
Dans ce travail, nous allons élaborer un banc pour le diagnostique des moteurs a pas afin de
détecter leurs défauts ou de faciliter leurs première installation en iditifiant l’ordre des phases
qui est généralement le première problème rencontré lorsqu’on veut mettre en œuvre un
moteur à pas.
Etant donné que ce type de moteur est fabriqué avec une grande précision il est à notre que le
cout de revient de moteur à pas laisse que sa réparation est toujours utile d’où le
développement d’un banc d’essai ou de diagnostique pour moteur à pas .
Le chapitre trois est consacré à l’étude et la réalisation de ce banc , tandis que les chapitres un
et deux traitent les moteurs à pas d’un point de vu théorique .
Chapitre I
Chapitre I: moteur pas à pas
1 : Historique
les premiers moteurs pas -à- pas à réluctances variable ont été utilisés par la marine de
guerre britannique dans les années 1920 pour déplacer les indicateurs de direction de lance
-torpilles et des canons. Dans les années 1930, l’ingénieur Marius Lavet a découvert un
type particulier de moteur pas à pas à aimant, connu maintenant sous le nom de moteur
lavet , qui a permis le développement
de se dispositif dans le domaines de l’hodologie grâce à sa miniaturisation et à son faible
cout.
Il équipe aujourd’hui presque toutes les montres à aiguilles .Le moteur pas à pas classique
est apparu dans les années 1940, mais c’est l’avènement de l’électronique numérique dans
les années 1960 qui a permis son développement (1).
2:Introduction
Le moteur pas à pas est un convertisseur électromécanique qui assure la transformation
d'un signal électrique impulsionnel en un déplacement mécanique (angulaire ou linaire). Sa
structure de base se présente sous la forme de deux pieces séparées mécaniquement, le
Stator et le Rotor. L’interaction électromagnétique entre ces deux parties assure la
rotation(2).
3 : Définition
Le moteur pas à pas constitue un convertisseur électromécanique destiné à transformer le signal
électrique (impulsion ou) en déplacement (angulaire ou linéaire) mécanique.
Au point de vue électrotechnique, le moteur classique ressemble à la machine synchrone,
dont le stator (le plus souvent à pôles saillants) porte les enroulements de pilotage et le
rotor (presque toujours à pôles saillants) est soit muni d’aimants permanents (structure dite
polarisée ou active), soit constitué par une pièce ferromagnétique dentée (structure dite
réluctante ou passive).
Entre le moteur et son alimentation, sont intercalés trois éléments essentiels
-une unité de calcul, qui élabore les impulsions de commande .
- un modulateur PWM, qui génère les commandes des contacteurs électroniques de commutation .
3
Chapitre I: moteur pas à pas
-une électronique de commutation (puissance), qui, à partir d'une alimentation, fourni l’énergie vers
les enroulements appropriés du moteur(2).
4 : Fonctionnement d’un moteur pas a pas 4 phases
La circulation d'un courant électrique dans un bobinage entraine l'apparition d'un champ
magnétique, comme le détaille la figure de gauche dans le cas du solénoïde, et donc la
présence de pôles Nord et Sud (deux pôles de même nature se repoussent, deux pôles Nord
et Sud s'attirent) ; c'est sur ce principe de base que repose le fonctionnement de tout moteur
électrique, et, de manière plus générale, de bon nombre de dispositifs électro-mécaniques :
relais, compteurs, galvanomètres, certains hautparleurs ou microphones, gâches électriques
de porte, etc.
figure(I.2) :postion de moteur pas à pas à
Figure(I.1) :flux induit de moteur
pas
pas
Le moteur pas à pas, représenté à droite, est constitué d'un rotor aimanté (en gris) avec
deux pôles, Nord et Sud, ainsi que d'un double-stator (une partie en bleu, l'autre en vert) : à
chacune de ces deux parties, est associé un bobinage avec un point milieu et deux phases ;
en alimentant l'une ou l'autre des phases, on peut ainsi inverser l'aimantation au niveau du
stator correspondant.
La flèche noire représente l'aiguille d'une boussole qui serait disposée en place et lieu du
rotor ; elle indique l'orientation du champ magnétique (elle pointe vers le nord, qui attire
donc le pôle Sud du rotor) et se décale alors d'un quart de tour à chaque étape :
4
Chapitre I: moteur pas à pas
Etape 1, position 1

Premier bobinage (stator bleu) :
- Phase 1 (inter gauche) non alimentée.
- Phase 2 (inter droit) alimentée.

Second bobinage (stator vert) :
- Phase 1 (inter gauche) alimentée.
- Phase 2 (inter droit) non alimentée.
Figure (I . 3) : positon 1
Etape 2, position 2 :

Premier bobinage :
- Phase 1 alimentée.
- Phase 2 non alimentée.

Second bobinage :
- Phase 1 alimentée.
- Phase 2 non alimentée.
Figure(I . 4) : positon 2
Etape 3, position 3 :

Premier bobinage :
- Phase 1 alimentée.
- Phase 2 non alimentée.

Second bobinage :
- Phase 1 non alimentée.
- Phase 2 alimentée.
Figure (I . 5) : positon 3
5
Chapitre I: moteur pas à pas
Etape 4, position 4 :

Premier bobinage :
- Phase 1 non alimentée.
- Phase 2 alimentée.

Second bobinage :
- Phase 1 non alimentée.
- Phase 2 alimentée.
Figure (I . 6) : positon 4
La table de vérité ci-dessous résume les états successifs des différentes phases ; l'état
logique indique si la phase est alimentée ("1") ou non ("0").
Etape
Etape
Etape
Etape
Etape
1
2
3
4
1...
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
Bobinage 1,
Phase 1
Bobinage 1,
Phase 2
Bobinage 2,
Phase 1
Bobinage 2,
Phase 2
Tableau 1 : table de vérité des étapes de moteur pas à pas
Et le chronogramme correspondant
figure (I . 7) : chronogramme des étapes de moteur pas à pas
6
Chapitre I: moteur pas à pas
- Le chronogramme laisse apparaître que pour le bobinage 1, les signaux de contrôle de la
phase 1 (B1,P1) et de la phase 2 (B1,P2) sont complémentaires ; il en va de même pour le
bobinage 2, concernant (B2,P1) et (B2,P2) ; comme nous le verrons dans l'étude du schéma
électrique, la génération des signaux de commande est une opération assez simple...
- Il va de soi que les schémas présentés ont simplement pour but de faire comprendre le
principe de fonctionnement du moteur pas à pas à 4 phases ; dans la réalité, le moteur est
constitué d'une succession d'alternance de pôles : ainsi, l'axe du modèle dont nous
disposons fait un tour complet en 48 pas (un pas correspond donc à 360/48 = 7,5°).
- Le moteur de notre schéma effectue une rotation en quatre pas, il se caractérise par un
fonctionnement dit "par pas" ; il existe également un mode de fonctionnement par "demipas" : il consiste à intercaler entre deux étapes, une période au cours de laquelle l'on coupe
l'alimentation du bobinage du stator dont l'aimantation s'apprête à changer de sens (elle
passe donc par zéro); durant cette nouvelle étape, le rotor tourne d'un demi-pas (45°) en
s'alignant sur le seul stator alimenté ; une rotation totale se produit alors au bout de huit
demi-pas :
Numéro de
l'étape :
Bobinage 1,
Phase 1
Bobinage 1,
Phase 2
Bobinage 2,
Phase 1
Bobinage 2,
Phase 2
1
2
3
4
5
6
7
8
1...
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
Tableau 2 : table de vérité de bobinage d’un moteur pas à pas
- Le mouvement s'effectue à la suite d'une inversion du champ magnétique en alimentant
l'une ou l'autre des phases d'un bobinage à point milieu ; seule une moitié du bobinage est
donc utilisée à un instant donné. Un autre type de moteur, dit moteur à deux phases, permet
7
Chapitre I: moteur pas à pas
d'obtenir un couple plus important ; son principe consiste à utiliser un bobinage sans point
milieu, et à faire circuler le courant dans un sens ou dans l'autre...
Cela complique néanmoins la partie "puissance" : une simple mise à la masse de l'une des
phases ne suffit plus, il faut alors prévoir, par exemple, une structure "en H", ou avoir
recours à un circuit spécialisé (beurk !!!) qui intègre cette fonction.
4 .1 : fonctionnement du moteur pas a pas à aimant permanent «tin can»
Figure (I . 8) : moteur pas a pas à aimant permanent
Le nom de ce type de moteur pas à pas est lié à la conception de son stator : une tôle
magnétique découpée et emboutie.
Sur un diamètre intérieur, les tôles composent une série de dents qui symbolise les pôles du
stator tout en laissant un espace torique pour une bobine.
Chaque sous-ensemble représente une phase stator (cf. schéma).(4)
Le rotor est un barreau aimanté radialement ayant plusieurs paires de pôles N-S.
4 .1 .1 : Avantages du moteur à aimant permanent :

Bon marché

Dimensions réduites
8
Chapitre I: moteur pas à pas

Bon rendement

Bon amortissement des oscillations

Grand angle de pas (nombre de pas faible : 48) (4)
4 .1 .2 : Inconvénients du moteur à aimant permanent :

Puissance faible

Paliers en bronze ou plastique (pas de roulement)

Couple résiduel sans courant

Vitesse faible(4)
4.2 : fonctionnement du moteur pas à pas à Réluctance variable
Figure(I . 09) : moteur pas à pas Réluctance variable
Le principe de fonctionnement de ce type de moteur pas à pas est proche de celui du
moteur hybride, avec une structure dentée au rotor et au stator.
Il n’y a pas d’aimant au rotor pour renforcer l’action du flux et donc pas de couple résiduel
sans courant.
Ce type de moteur pas à pas n’est presque plus utilisé ni fabriqué. (4)
9
Chapitre I: moteur pas à pas
5:Comment fonctionne un moteur pas à pas ?
figure(I . 10) : Structure d’un moteur pas à pas (montage bipolaire)
5.1 : Structure d’un moteur pas à pas (montage bipolaire)
La figure (I. 10) montre la structure de base d’un moteur pas à pas à aimant permanent.
Le rotor est un barreau aimanté radialement. Dans ce cas simple, l’aimant est bipolaire (un
pôle nord et un pôle sud). Le stator présente 2 phases (bobine1 et bobine 2).
Si on alimente la bobine 1, dans le sens +I, l’aimant va se placer en position
Si l’on supprime le courant dans la bobine 1 et qu’on l’établit dans la bobine 2 dans le sens
–I, l’aimant va tourner de 90° et va se placer en position
Si l’on supprime le courant dans la bobine 2 et qu’on l’établit dans la bobine 2 dans le sens
–I, l’aimant va tourner de 90° et va se placer en position
On rétablit enfin le courant dans la bobine 2, dans le sens +I l’aimant va se placer en
position
L’aimant a donc 4 positions possibles par tour. On dit que l’angle de pas, ou le pas est de
90°. On a donc un moteur pas à pas de 4 pas par tour.
Cette séquence d’alimentation des phases alimente une seule phase à la fois (1 phase ON).
Aussi, en alimentant de manière appropriée 2 phases à la fois (2 phases ON) on obtiendrait
10
Chapitre I: moteur pas à pas
également 4 positions stables décalées de 90° entre elles mais à 45° par rapport au cycle 1
phase ON. (5)
1 : PHASE ON
Position
Bobine 1
Bobine 2
Angle
1
+1
0
0°
2
0
-1
90°
3
-1
0
180°
4
0
+1
270°
Tableau 3 : Structure d’un bobinage de moteur pas à pas position 1
2: PHASE ON
Position
Bobine 1
Bobine 2
Angle
1
+1
+1
45°
2
-1
+1
135°
3
-1
-1
225°
4
+1
-1
315°
Tableau4 : Structure d’un bobinage de moteur pas à pas position 2
5.2 : Structure d’un moteur pas à pas (montage unipolaire)
Une commande mixte (1 phase ON, 2 phases ON, 1 phase ON, etc.) permet un
fonctionnement en demi-pas, ce qui double le nombre de positions stables pour un tour et
augmente ainsi la résolution du pas à 45° (8 pas par tour).
Il est aisé de voir que le sens de rotation du moteur dépend de la polarité du courant (la
permutation des 2 fils d’une phase inverse donc le sens de rotation).
La solution la plus simple pour inverser le sens de rotation consiste à inverser le sens du
courant. Ce type de montage est appelé Bipolaire (moteur 2 phases).
Une autre solution consiste à utiliser un bobinage à point milieu avec le même sens de
bobinage pour les 2 enroulements et d’alimenter le point milieu par un courant positif vers
11
Chapitre I: moteur pas à pas
une extrémité puis vers l’autre. Ce type de montage est appelé Unipolaire (moteur 4
phases). (5)
Figure (I . 11) : Structure d’un moteur pas à pas (montage unipolaire)
6 : Alimentation unidirectionnelle en tension pour moteur à 4 phases
Quand on a besoin de performances modestes pour un moteur de faible puissance
fonctionnant en positionnement, on peut faire appel a un simple circuit intégré comprenant
a la fois le séquenceur et l’étage de puissance.
-un circuit d’entrée comprenant un étage de mise en forme des impulsions de commande,
un étage permettant de définir le sens de rotation par un niveau et un étage de mise à zéro
du compteur ;
-un compteur en anneau qui élabore les commutations à effectuer sur chaque phase.
-des étages de puissance pour alimenter en tension les différents enroulements du moteur
6.1 :L'alimentation des bobinages
6.1.1 : Le moteur bipolaire
Les bobinages d'un moteur bipolaire sont
alimentés une fois dans un sens, une fois
dans l'autre sens. Ils créent une fois un
pôle nord, une fois un pôle sud d'où le
nom de bipolaire
Figure (I . 12) : bobinage du moteur bipolaire
12
Chapitre I: moteur pas à pas
6.1.2 : Le moteur unipolaire
Les bobinages d'un moteur
unipolaire sont alimentés toujours
dans le même sens par une tension
unique d'où le nom d'unipolaire(6).
Figure (I . 13) : bobinage du moteur unipolaire
7 : Principe de commande d’un moteur pas à pas.
On constate que le système est beaucoup plus simple.
A chaque impulsion du signal de commande correspond au niveau du rotor un déplacement
angulaire défini appelé « pas » ou « incrément mécanique ».
La vitesse de rotation est fonction de la fréquence des impulsions. (7)
Figure (I . 14) :principe d’un moteur pas apas
7.1 : Principe du moteur à aimant permanent
Un aimant permanent est solidaire de l'axe du moteur (rotor). Des bobines excitatrices sont
placées sur la paroi du moteur (stator) et sont alimentées chronologiquement. Le rotor
s'oriente suivant le champ magnétique créé par les bobines. (7)
7.2 : Principe du moteur à réluctance variableIl s'agit d'un moteur qui comporte
un rotor à encoches se positionnant dans la direction de la plus faible réluctance.
Ce rotor, en fer doux, comporte moins de dents qu'il n'y a de pôles au stator.
13
Chapitre I: moteur pas à pas
Le fonctionnement du moteur est assuré par un pilotage du type unipolaire et l'avance du
rotor est obtenue en excitant tour à tour une paire de pôles du stator.
Figure(I . 15) : Le fonctionnement du 3 types de moteur
9 : Les phases
Les phases correspondent aux différentes sources d'énergies alimentant les bobinages
Généralement un moteur bipolaire est un moteur 2 phases, un moteur unipolaire est un
moteur 4 phases.
Nota : on parle de fonctionnement biphasé quand 2 bobinages sont alimentés en même
temps.(8)
10:Couple et vitesse
Le couple du moteur
dépend de l'intensité
traversant les bobines de
sa position angulaire à un
instant donné quand il
passe d'une bobine à
l'autre de la vitesse de
pilotage
Figure (I. 16) : couple maxi en fonction de la fréquence des pas
14
Chapitre I: moteur pas à pas
On définit une vitesse limite au démarrage et une vitesse limite de fonctionnement, vitesses
au-delà desquelles le moteur décroche. Cette limitation de vitesse est surtout due à l'effet
de self des bobines.
La valeur du couple est généralement donnée pour 5 pas à la seconde
Le couple de maintien est le couple mesuré à l'arrêt, les bobines étant alimentées.
Le couple de détente est le couple quand les bobines ne sont pas alimentées.
Le couple dépend aussi du mode fonctionnement. En mode biphasé, le champ créé dans les
bobines est 1,4 fois plus grand quand mode monophasé, le couple résultant est donc plus
grand.
Le positionnement angulaire présente une oscillation à chaque pas. Le rotor dépasse la
position souhaitée puis revient en oscillant de part et d'autre de la position. Ce défaut est
gênant à certaines vitesses.
Figure (I . 17) :le couple des pas
11 :L'électronique
L'électronique pilotant un moteur pas à pas peut se diviser en 3 fonctions :

l'alimentation du moteur avec ses contraintes de tensions, courants et puissances à
dissiper. C'est l'électronique de puissance.

le séquenceur qui gère la chronologie des impulsions.

l'oscillateur
15
Chapitre I: moteur pas à pas
11 .1 :L'électronique de puissance
L'électronique de puissance alimente depuis la tension d'utilisation les bobinages. Le
courant consommé est souvent de l'ordre de 1 A. La dissipation de l'énergie nécessite
souvent la mise en place d'un radiateur.
Le courant dans les bobines a l'allure suivante :
Figure (I . 18) :le chronogramme de courant dans le bobine
Schéma de principe :
Les interrupteurs sont en réalité des transistors.
16
Chapitre I: moteur pas à pas
Ces transistors sont généralement intégrés dans une puce avec une partie de la commande.
Figure (I . 19) :schéma principe de moteur unipolaire
12 : Le séquenceur
Il gère la chronologie des impulsions.
Les signaux de commande sont de type logique c'est à dire tension- pas de tension.
La chronologie des impulsions dépend :

du sens de rotation désiré du moteur

du fonctionnement en monophasé (pleine onde ou faible puissance) ou fonctionnement
biphasé.

du fonctionnement en pas ou demi-pas.
17
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure (I . 20) : chronogramme de séquenceur
Le '1' correspond généralement au + de l'alimentation.
La création de ces signaux est obtenue par des circuits logiques. Ces circuits sont
généralement intégrés dans une puce.
Dans certains montages plus rares, les circuits logiques sont remplacés par une mémoire
qui donne pour chaque instant, l'état de chaque signal de commande. La mémoire est lue
chronologiquement et cycliquement.En ayant plusieurs pas mémoire pour un seul pas
moteur, ce système permet de modifier le champ résultant des 2 bobines et de s'orienter
vers un fonctionnement en micro pas Autre possibilité pour la création des signaux de
commande : le microprocesseur ou l'ordinateur. Ils permettent de gérer les différents
fonctionnements (rapide, demi-bas, avant/arrière) mais surtout le fonctionnement en micro
pas en comparant à chaque instant, la valeur du courant dans les bobines avec un courant
de valeur prédéterminée ou dont la valeur est calculée par le microprocesseur
18
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure (I . 21) :schéma des différents ? dans la carte
13 :L'horloge
L'étage de commande a besoin d'être piloté par un signal ayant l'allure suivante :
Figure (I . 22) :signal type de l’horloge
Ce signal est obtenu par l'étage horloge.
La durée "t" est caractéristique de cette horloge. La précision de la vitesse du moteur
dépend de la précision et de la tenue dans le temps de la durée "t".
La fréquence de l'horloge est égale à 1/t.
19
Chapitre I: moteur pas à pas
L'horloge est composée d'un circuit oscillateur parfois suivi de diviseurs logiques qui
divisent la fréquence.
Figure (I . 23) : schéma de principe de l’horloge
Les oscillateurs dont la fréquence dépend de la valeur de résistances et de condensateurs
sont peu précis et sensibles aux variations de l'alimentation ou de la température par contre
la fréquence peut être ajustée au besoin.
L'oscillateur le plus précis est l'oscillateur à quartz. Sa fréquence est fixée par le quartz,
aucun ajustement de la fréquence n'est possible.
14 : Application
Le moteur pas à pas est utilisé de longue date en horlogerie .Les structures monophasées
utilisées dans ce domaine sont un peu particulières de façon générale, les moteur pas àpas
sont particulièrement indiqués pour obtenir un positionnement précis : antenne satellite,
télescope, table XY…L’informatique fait largement appel aux moteurs pas à pas :
imprimantes, scanner, etc. .
Les distributions automatiques les lecteurs de cartes, les photocopieurs, emploient
également cette technologie. Quelques accessoires automobiles utilisent aussi des moteur
pas-à-pas. (1)
20
CHAPITRE II
Chapitre I: moteur pas à pas
1 : Introduction
Pour tirer profit des avantages des moteurs pas à pas à aimants permanents et à réluctance
variable, on utilise des moteurs hybrides. La commande est similaire à un moteur pas à pas
à aimant permanent mais la constitution du rotor permet d'obtenir beaucoup plus de pas.
2 : Définition
C’est un moteur reluctant polarisé.il superpose le principe de fonctionnement des
moteurs a aiment permanant et a reluctance variable et combine leurs avantages.
Le rotor est constitué de deux disques dentées décalés mécaniquement. Entre ces deux
disques est inséré un aimant permanent. [1]
3 : Fonctionnement d’un moteur pas à pas hybride
En mode pas entier, les bobines sont alimentées une par une alternativement, dans un sens
puis dans l’autre. On voit bien ici l’intérêt d’avoir un rotor polarisé : quand on coupe
l’alimentation de la bobine verte et qu’on alimente la bobine rose, en l’absence de
polarisation du rotor on n’aurait aucun contrôle sur le sens de rotation, les deux dents
bleues et rouges étant attirés de la même façon par la bobine. Avec un rotor polarisé, on
peut choisir une de ces deux dents en agissant sur le sens du courant dans la bobine. Il en
résulte le mouvement décrit sur l’animation suivante. [9]
Figure1 : Moteur pas à pas hybride en fonctionnement
4 : Avantages du moteur pas à pas hybride :

Couple important

Plus de puissance

Rendement assez bon

Courbe Start/stop assez élevée

Bon amortissement
22
Chapitre I: moteur pas à pas

Adapté au fonctionnement micro pas

Roulement à billes pour une meilleure charge radiale et plus longue durée de vie

Petit angle de pas
5 : Inconvénients du moteur pas à pas hybride :

Inertie élevée

Couple résiduel sans courant

Plus couteux

Plus volumineux [4]
6 : Réalisations industrielles
La structure habituellement réalisée correspond à celle du schéma de principe. Le rotor est
formé de tôles magnétiques. L’aimant est en ferrites ou en terre rares. Les demi-rotors
dentés sont en matériau ferromagnétiques feuilleté. Pour obtenir un nombre de pas par tour
élevé, les plots du stator sont dentés avec le même pas que pour le rotor. Plusieurs
variantes existent dans la disposition des éléments, mais toutes conduisent à des
caractéristiques similaires.
7 : Performances
On combine un couple élevé dû à l’action de l’aimant avec une bonne résolution. On
obtient ainsi couramment 200 ou 400 pas par tour et même nettement plus pour des
modèles spécifiques. La machine présente un couple de détente comme tout moteur ayant
des aimants et des pôles saillants. Le prix et évidemment supérieur à celui des types
précédents, mais les excellentes performances en font un des moteurs pas-à-pas les plus
utilisés. [4]
8 : Composition d’un moteur pas à pas hybride
Le rotor présente plusieurs dents comme pour un moteur pas à pas à réluctance variable,
mais chaque dent est polarisée comme pour un moteur pas à pas à aimants permanents.
Physiquement le rotor est composé de deux éléments identiques à un rotor de moteur à
réluctance variable (rouge et bleu ici), reliés ensemble par un aimant permanent (noir),
avec un déphasage d’une 1/2 dent. De ce fait ces deux éléments ont une polarisation
23
Chapitre I: moteur pas à pas
différente (nord et sud) et vont réagir à la polarisation de chacune des dents du stator. C’est
cette polarisation qui permet de n’utiliser que 2 bobines, qui forment en réalité 4 états
différents puisque le sens du courant entre ici en jeu
Figure2 : Fonctionnement du moteur pas à pas hybride
9 : Commande d’un moteur pas à pas hybride :
Nous venons de voir que pour commander un moteur pas à pas hybride, comme pour un
moteur à aimant permanent, on doit contrôler le sens courant dans chacune des bobines. En
pratique, le bobinage est généralement réalisé sur une pièce en fer doux dentée, et polarise
cette pièce suivant le sens du courant. Pour cela, il existe 3 types de câblages pour les
moteurs pas à pas :
9.1 : Câblage 4 fils :
Il n’y a qu’une seule bobine pour chaque pôle. Ce type de configuration impose de pouvoir
changer le sens du courant au niveau du système d’alimentation. Ces moteurs sont appelés
moteurs pas à pas bipolaires, car lors de leur rotation chacune des bobines va être polarisée
de deux façons différentes.
Figure3 : Moteur pas à pas hybride 4 fils
24
Chapitre I: moteur pas à pas
9.2 : Câblage 6 fils :
Un point milieu est créé sur chacun des bobinages. Généralement ces deux points milieux
(2 et 5) sont reliés à une borne du dispositif d’alimentation. En alimentant un des 4 autres
points on peut choisir le sens du courant sans avoir d’inversion de polarité. L’inconvénient
est qu’on n’utilise que la moitié du cuivre, ces moteurs pas à pas unipolaires ont donc un
rendement massique plus faible.
Figure4 : Moteur pas à pas hybride 6 fils
9.3 : Câblage 8 fils
Cette configuration de moteur pas à pas permet de choisir entre les deux configurations
précédentes au moment du câblage. On peut relier les bobines de chaque groupe en série ou
en parallèle pour utiliser le moteur en bipolaire, ou les relier en série en gardant le point
milieu pour l’utiliser en unipolaire.[9]
Figure 5: Moteur pas à pas hybride 8 fils
10 : technologie des moteurs pas à pas hybrides :
Les moteurs pas à pas hybrides réunissent,aumoinsenpartie,les avantages des moteurs pas à
pas à réluctance variable et à aimants permanents ,à savoir:

Un grand nombre de pas par tour,

Une fréquence propre mécanique importante,
25
Chapitre I: moteur pas à pas

Un couple massique élevé,

Un amortissement interne important,

Un memoir de position.
Dans sa configuration de base le moteur pas à pas hybride comporte un stator en fer feuilleté à plots
saillants et deux couronnes rotoriques dentées en matériau ferromagnétique, géométrique ment
identiques être unies par un aimant permanent cylindrique magnétisé axialement. Les lignes de
champs de l’aimant se ferment à travers les dents du rotor .Vu du stator, le rotor présente autant de
pôles magnétiques actifs qu’il possède de dents .Les dents sur une des couronnes sont décalées par
rapport aux dents de l’autre d’un demi pas dentaire 1/2τdr.
Le nombre de pôles vu au stator est lié au nombre de dents d’une couronne rotorique
par la relation :
P =Ndr
Le nombre de pas par tour prend donc la forme :
L’augmentation du nombre de plots statoriques alimentés simultanément permet d’augmente
le nombre de dents du rotor, et donc de diminuer le pas angulaire du rotor. Le même résultat
s’obtient par la subdivision des plots en plusieurs dents.
Les moteurs pas à pas hybrides comptent parmi les moteurs pas à pas les plus fabriqués. Ils
existent aussi bien en structure à circuits simples (single stack), moteurs pas à pas hybrides
comptent parmi les moteurs pas à pas les plus fabriqués. Ils existent aussi bien en structure
à circuits simples (single stack).
Figure6: Moteur hybride (M)
26
Chapitre I: moteur pas à pas
Le couple est constitué par la variation des perméances mutuelles bobinages – dents aimantées
du rotor (couple électromagnétique) et par un couple réluctant crée principalement par la
variation de la perméance propre vu par les aimants (couple de détente).
Les dents aimantées de chaque couronne rotorique sont perçues par le stator comme autant
d’aimants permanents, l’interaction de ces aimants avec les courants statoriques engendre un
couple électromagnétique identique à celui du moteur pas à pas à aimants permanents, la
relation (5) reste donc valable .
12 :Caractéristiques Principales du Moteur Hybride
-La présence de couple en l'absence du courant.
-Le sens de rotation dépend de l’ordre d’alimentation.
-Sens du courant.
-La proportionnalité du terme principal du couple au courant.
-Une inertie élevée (pour les moteurs à aimant rotorique).
-Une grande précision du positionnement.
Grande précision de positionnement d'après la littérature, [Kan-89] le moteur hybride le
plus performant possède une résolution de 0.1° et 3600 pas par tour. [1]
13: Comparaison des trois catégories des moteurs pas a pas
Aimant permanent
Hybride
Reluctance variable
Coût
Bas
Haut
Moyen/Haut
Vitesse
Bas
Très haut
Haut
Couple résiduel
Haut
Moyen
Minimum
Amortissement
Bon
Moyen/Bon
Mauvais
Inertie rotor
Haut
Bas
Bas
Rendement
Moyen
Très haut
Moyen
Angle de pas
7.5°/15°/18°
0.9°/1.8°
1.8°
Nbrs de pas/tour
48/24/20
400/200
200
Précision du pas
Bas
Haut
Moyen
Tableau 1 : les différents types de moteurs pas à pas
27
Chapitre I: moteur pas à pas
14: Conclusion :
Dans cette partie nous avons présenté ce moteur hybride, ses caractéristiques, sa
construction sa principe de fonctionnement , ainsi que ces différents modes d’utilisation
,vue l’importance d’une étude approfondie sue ce type de moteur et nous avons terminé par
une comparaison entre les différents moteurs pour bien montrer sa performance et son
précision énorme.
28
CHAPITREIII
Chapitre I: moteur pas à pas
1 : Introdoction
Le banc de diagnostique à réaliser consisté à faire en montage universel pour les petits
moteurs à pas de type hybride.
La réalisation repose sur les différents défaux qui peuvent surgir lors de l’utilisation d’un
moteur à pas ou peuvent la première installation d’un moteur à pas
2 : Définition de la carte pilote ‘’driver’’:
Elle est conçue spécialement pour accepter un bon norme de moteur a pas et peut être
interfacée directement avec beaucoup de système
3 :Connexion dezs pas à pas à carte driver
En générale les enroulements des moteurs à pas sont présentés en figure III.3, et leurs
connections à la carte pilote sont présentés en figure III.1 pour les moteurs unipolaires et en
figure III.2 pour les moteurs bipolaires
.figure (III.1) : carte de moteur pas à pas unipolaire
30
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure (III.2) : carte de moteur pas à pas bipolaire
4 :Disposition des enroulements des moteurs à pas :
La figure III.3 montre les différents connexion des enroulement des moteur à pas
figure (III .3) : enroulement des moteur à pas
31
Chapitre I: moteur pas à pas
4 :l’oscillateur à bord de la carte
L’oscillateur à bord de la carte driver :
La commande de vitesse peur etre appliquée à la carte à partir d’un générateur de signaux ou
d’un micro processeur, au trement , un oscillateur à bord de la carte peut etre utiliser pour
Controller la vitesse du moteur connecté.
L’oscillateur est construit autour d’un circuit CMOS 4046 configuré comme générateur de
signaux carrés comme indiqué en figure III.4 la fréquence des signaux carrés dépend de C12
et de la tension appliquée à la broche q du 4046
Figure(III.4) : Bord d'assemblage de l'oscillateur
La figue III.5 montre la disposition des potentiomètres qui servent à Controller la fréquence
de l’oscillateur.
VR2 sert à varier la fréquence de fonctionnement donc la vitesse du moteur indique VR1 sert
à régler la vitesse de base (fréquence minimale)
Figure (III.5) : contrôle de la vitesse par VR1 et VR
32
Chapitre I: moteur pas à pas
6 :Fonction nement du banc
6 .1 : capteur angulaire : le capteur angulaire consiste en un potentiomètre multi tours
(10tours) utilisé comme diviser de tension , d’après le schéma suivant :
La tension V est celle mesurée à l’oscilloscope.
La tension V par tour est .
Le nombre de pas par tour du moteur utilisé est : 32 pas /tour , donc la variation de tension par
pas est :
C’est cet incrément de tension qui sera utilisé pour dicter la rotation du moteur.
6.2 : fixation du capteur : le capteur angulaire est solidaire à l’arbre du moteur par un
couplage plastique (toute rotation du moteur en taire la rotation du capteur) . lres variations
de rotation sont détectée par le capteur à chaque pas de rotation.
Ces variation sont enregistrée sur un oscilloscope à mémoire à fin de utilisation la nature des
défaux
Figure (III.6): fixation du capteur angulaire sur l’arbre du moteur
6.3 :carte représentant le banc de diagnostique :
Lesch&ma de la figure (III.6) représente le circuit utilisé pour simuler les défaux ,les plus
connus.
33
Chapitre I: moteur pas à pas
R1et R2 sont des résistances de faible valeurs (1 à 3Ω) et sservant à la protection des phases du
moteur.
Les quartes phases du moteur sont représentées par L1,L2 ,L3,L4,. Nen pralléle à chaque
phase est connectée un diode LED avec sa résistance pour utiliser l’exitation des phases. Les
fusibles F1 à F4 protège l’alimentation en cas de phase court-circuiter.
Les commutateurs COMMUT1 à 4permettent de simuler une phase ouverte’’off’’ c'est-à-dire
non alimentée, une phase ‘’on’’ en permanence à la masse (alimentée), ou une phase en
fonctionnement normale ‘’N’’.des cavaliers sont utilisés sur chaque commutateur pour
sélectionner le défaut de phase voulu.
Les commutateurs COMMUTQ1 à4 permettent de mélonger l’ordre des phases pour simuler
anomalie de branchement des phase .Sur la carte ‘driver’ des cavaleirs permettent de permuter
deux phases entre elles comme les entrées ‘’direction’’ et ‘’Vitesse’’ sont sont des signaux
logique leur commutateur permettent se simuler l’accrochage de ces entées soit à 1 logique
‘’12V’’ soit à 0 logique ‘’masse’’ pour simuler les défauts des signaux de commande
direction et vitesse.
Enregistrement des défauts :
Le capteur angulaire permet de suivre la séquence de rotation de l’arbre du moteur à chaque
pas , et la tension délivré par celui-ci est enregistrée à l’aide d’un oscilloscope numérique à
mémoire. Le 1er enregistrement correspond au bon fonctionnement du moteur et tous autres
enregistrements sont comparés à celui-ci.
Les défauts sont regroupés par catégorie pour etre compatrés entre eux et avec
l’enregistrement du fonctionnement normal. Tableau
Illustre les catégories de défauts simulés par catégorie et les figures qui suivent montrent les
34
Chapitre I: moteur pas à pas
réponses enregistrées.
Tableau (III .1) :Spécifications techniques
7 : Le tableau de default
On : off : N
PH1
PH2
PH3
PH4
Nom des défaux
1
N
N
N
N
4 ph N
2
Off
N
N
N
Default
3
N
Off
N
N
1 ph off
4
N
N
off
N
1 ph off
5
N
N
N
off
1 ph off
6
on
N
N
N
1 ph on
7
N
on
N
N
1 ph on
8
N
N
on
N
1 ph on
9
N
N
N
on
1 ph on
10
off
Off
N
N
2 ph off
11
off
N
off
N
2 ph off
12
off
N
N
off
2 ph off
13
N
Off
Off
N
2 ph off
14
N
Off
N
Off
2 ph off
15
N
N
Off
Off
2 ph off
16
On
On
N
N
2 ph on
17
On
N
on
N
2 ph on
18
On
N
N
on
2 ph on
19
N
on
On
N
2 ph on
Numéros
35
Chapitre I: moteur pas à pas
20
N
On
N
On
2 ph on
21
Off
On
N
N
1phoff 1phon
22
Off
N
On
N
1phoff 1phon
23
Off
N
N
On
1phoff 1phon
24
On
Off
N
N
1phoff 1phon
25
N
Off
On
N
1phoff 1phon
26
N
Off
N
On
1phoff 1phon
27
N
N
Off
On
1phoff 1phon
28
On
N
Off
N
1phoff 1phon
29
N
On
Off
N
1phoff 1phon
30
N
N
off
off
1phoff 1phon
31
N
N
off
on
1phoff 1phon
32
On
N
Off
N
1phoff 1phon
33
N
On
Off
N
1phoff 1phon
34
On
N
N
Off
1phoff 1phon
35
N
On
N
Off
1phoff 1phon
36
N
N
On
off
1phoff 1phon
37
Off
Off
Off
N
3phoff
38
On
On
On
N
1phon
39
2r1
1r2
N
N
Marche
40
3r1
N
1r3
N
2ph r
41
4r1
N
N
1r4
2ph r
42
N
3r2
2r3
N
2ph r
43
N
4r2
N
2r4
2ph r
44
N
N
4r3
3r4
2ph r
45
N
2et1
N
N
Default
46
N
N
3et1
N
2ph dr
47
N
N
N
4et1
2ph dr
48
N
N
3et2
N
2ph dr
49
N
N
N
4et2
2ph dr
50
N
N
N
4et3
2ph dr
36
Chapitre I: moteur pas à pas
8 :la carte diagnostic de MPàP H
+12V
ALIM 12V
R1
1
R2
1
0V
1
2
R4
1k
L2
Phase2
1
D2
LED2
2
F4
1A
1
3
5
1
3
5
2
4
6
D4
LED4
2
COMMUT3
3-4
ON
OFF
1
F3
1A
COMMUT2
3-4
ON
D3
LED3
2
4
6
COMMUT1
3-4
R6
1k
L4
Phase4
F2
1A
1
3
5
F1
1A
1
L3
Phase3
COMMUT4
3-4
2
4
6
D1
LED1
R5
1k
1
3
5
L1
Phase1
ON
OFF
2
4
6
2
R3
1k
ON
OFF
OFF
COMMUTDIR
3-4
Phase 1
Phase 2
1
3
5
7
Phase 4
2
4
6
1
3
5
Direction
+12V (1LOGIC)
COMMUTQ4
7-8
Pase 3
1
3
5
R7
10k
R8
10k
2
4
6
8
COMMUTQ3
5-6
2
4
6
8
2
4
6
8
COMMUTQ2
3-4
2
4
6
8
COMMUTQ1
1-2
1
3
5
7
1
3
5
7
1
3
5
7
+12V (1LOGIC)
2
4
6
Vitesse
COMMUTVIT
3-4
Direction Vitesse
CARTE DRIVER MOTEUR A PAS
Title
CARTE DIAGNOSTIC MOTEUR A PAS
Size
B
Date:
Document Number
<Doc>
Thursday , August 14, 2008
Rev
1
Sheet
1
of
1
37
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure (III.7) : schéma diagnostique de la carte de MH
9 :Les figures des defaux :
Figure(III.8) : 4ph normale
Figure(III.9) : ph1 off
Figure(III.10) : ph 2off
Figure(III.11) : ph3 off
38
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.12) : ph 4off
Figure(III.14) : ph2 on
Figure(III.13) : ph 1on
Fi gure(III.15) : ph3 on
Figure(III.17) : ph 1 off ph2off
Figure(III.16) : ph 4on
39
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.18) : ph3 off ph4off
Figure(III.19) : ph1on ph2 on
Figure(III.21) : ph1off ph3off
Figure(III.20) : ph3on ph4 on
Figure(III. 22) : ph1off ph4off
Figure(III.23) : ph2off ph3off
40
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.24) : ph2off ph 4off
Figure(III.25) : ph1on ph3on
Figure(III.26) : ph1on ph4on
Figure(III.27) : ph1off ph 3on
Figure(III.28) : ph1off ph4on
Figure(III.29) : ph2onph3on
41
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.30) :ph2on ph4on
Figure(III.31) : ph1off ph3on
Figure(III.32) : ph1on ph4on
Figure(III.33) : ph2off 3on
Figure(III.34) :ph2off ph4on
Figure(III.35) : 3ph off phN
42
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.36) : 3ph off phN
Figure(III.37) : (ph1 mélange ph2)
Figure(III.38) : (ph1 mélange ph3)
Figure(III.39) : (ph1 mélange ph4)
Figure(III.40) : (ph2 mélange ph3)
Figure(III.41) : (ph2 mélange ph4)
43
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.42) : (ph3mélange ph4)
Figure(III.44): mélange ordre 2 ph (1et 3)
Figure(III.43) : mélange ordre 2 ph (1et 2)
Figure(III.45): mélange ordre 2 ph (1et 4)
44
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.46) :mélange ordre 2 ph (2et 3)
Figure(III.47) : mélange ordre 2 ph (2et 4)
45
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(III.48) :circuit imprimé du montage
46
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure ( 49) : schéma de montage des straps
47
Chapitre I: moteur pas à pas
Figure(50) : schéma de montage des composants
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Chapitre I: moteur pas à pas
Conclusion générale
La détection de défauts dans les moteurs est une pratique appliquée sur les moteurs puissants
pour assurer leur bon fonctionnement et prévoir une maintenance à temps.
Les dispositifs utilisées pour détecter les défauts sont généralement basés sur l’utilisation de
capteur spéciaux (capteur de vibration, aciération, température) ou des courbes spéciales sont
élaborées pour chaque type de défaut et sont alors appelées signature de défaut pour les
moteur à pas , la détection de défauts est un peut différente vu que ce type de moteur ac une
nature digitale il est facilement intégrable dans un système numérique contrôle par
microprocesseur.
Le banc de diagnostique ainsi réalisé a permis de détecter les défauts de phase dans les
moteurs à pas ,soit du côté ordre soit du côté commutation .
Les figures ainsi enregistrées sont ainsi des signatures de défauts et étant donné leur grand
nombre, il s’arére nécessaire de les classer par catégorie et d’utilisateur un système intelligent
qui peut les mémoriser (base de données). Dans ce cas , chaque défaut est comparé selon son
type aux défauts enregistrés et une réponse peut être émise si les signature commandes .
Le travail de phase déjà réalisé traite seulement les défauts de phase et on souhaiterai que des
travaux futures traitent les défauts liés à la mécanique du moteur à pas tel les défauts de
roulement de graissage et de frottement
49
ANNEXE A
Modélisation d’un MH
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
{
}
Les termes de la relation représentent :
1. le couple réluctant dû à la variation angulaire des perméances propres de chaque
aimant placé au rotor,
2. le couple réluctant dû à la variation angulaire des perméances propres de chaque
bobine placée au stator,
3. le couple dû à la variation angulaire des perméances mutuelles entre chaque
aimant placé au rotor,
4. le couple dû à la variation angulaire des perméances mutuelles entre chaque
bobine placée au stator,
5. le couple dû à la variation angulaire des perméances mutuelles entre chaque
aimant au rotor et chaque bobinage au stator.
Bibliographie
01
Pierre Mayé : «Moteurs électriques pour la robotique» ;2ém édition, octobre 2013
02
« Systèmes électromécaniques» ; Haute Ecole d’ingénierie et de Gestion Du Canton du
Vaud, CD/SEM/Cours/Chap07
03
Site internet
04
Guide de la micro motorisation
05
Bernard MULTON « Notes de cours Agrégation Génie Électrique : Moteurs pas à pas »
» ENS de Cachan Antenne de Bretagne
06
Gérard Yvraut «Les Moteurs Pas a Pas»
07
Hachette Technique, Claude Divoux , « Guide du technicien en électrotechnique, éd »
,1999.
Pdf « les avantages d’un moteur pas à pas »
08
09
10
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