4.1.2 Effet d’une charge mécanique Retournons à la condition représentée par la figure 4.2 où le rotor possède une inertie et un frottement visqueux faibles. Si, maintenant, le rotor entraîne une charge mécanique, la courbe du déplacement aura l’allure montrée à la figure 4.5. Comme on pouvait le prévoir, le temps requis pour atteindre le centre du pôle 2 a augmenté (de 2 ms à 4 ms). De plus, le dépassement est moindre et les oscillations s’amortissent plus rapidement. FFig. 4.5: Même conditions que dans la figure 4.2 sauf que le rotor entraine une charge mécanique C’est dire, qu’une charge mécanique ou une grande inertie augmente la durée d’un pas. Donc, pour effectuer un pas rapide, qui se stabilise rapidement, on doit : 1. minimiser l’inertie totale du rotor et de sa charge 2. amortir les oscillations au moyen d’un frein visqueux On peut aussi réduire la durée d’un pas en augmentant le courant dans les enroulements. Toutefois, l’échauffement dû aux pertes Joules limite le courant admissible. Revenons à la figure 4.1 et excitons les enroulements à tour de rôle, afin que le rotor tourne à un rythme constant. La figure 4.6 montre les impulsions de courants Ia, Ib, Ic de même que la position et la vitesse instantanée du rotor. On suppose que le rotor et sa charge possèdent une certaine inertie. Figure 4.6 Graphique montrant les impulsions de courant, la position angulaire et la vitesse du rotor durant les 4 premiers pas. Trois pas (24 ms) constituent un demi-tour. On observe que la vitesse du rotor est nulle au début et à la fin de chaque impulsion. Comme la durée d’une impulsion est de 8 ms, il s’ensuit que la vitesse de rotation correspond à 1/0,008 = 125 pas par seconde. - Le temps requis pour exécuter 6 pas, soit un tour complet est donc : t = 6/125 = 0,048 s - La vitesse de rotation moyenne est donc : n = 60/0,048 =1250 tr/min Le moteur avance de façon saccadée, tout en s’arrêtant momentanément à la fin de chaque pas avant d’entreprendre le pas suivant. Un moteur pas-à-pas ne tourne pas à vitesse uniforme comme un moteur conventionnel. 4.1.3 Couple en fonction du courant Le couple développé par un moteur pas-à-pas dépend du courant. La figure 4.7 montre la relation couple-courant d’un moteur typique. Ainsi, lorsque le courant est de 8 A, le couple est de 3 N.m. Figure 4.7 Couple dynamique maximal en fonction du courant pour un moteur pas à pas Noter que le couple développé n’est pas constant, mais dépend de la position du rotor. Le couple montré à la figure 4.7 est le couple maximal que le moteur peut exercer lors de son passage d’une position à la position suivante. Ce couple porte le nom de couple dynamique maximal « pull-over torque ». Lorsque le rotor cesse de tourner, on doit faire circuler un courant de maintien dans la dernière bobine alimentée, afin de le maintenir à sa dernière position. .
