Types de moteur pas à pas

Un moteur est une partie essentielle de l’actionnement. En effet, s’il n’y a pas de moteur, cela implique qu’il n’y aura malheureusement pas d’action. Maintenant qu’on a déterminé que logiquement, il nous fallait un moteur, il reste à répondre à la question « Quel type de moteur? » Lorsqu’on parle de manipulateur robotique, un type de moteur électrique paraît plus logique que les autres : le moteur pas à pas. Il s’agit d’une moteur qui fonctionne par petit « pas ». De cette façon, il est possible d’atteindre une précision théoriquement infinie. Voici deux types de moteurs pas à pas :


Moteur à réluctance variable

Dans un moteur à réluctance variable, le rotor est constitué d’un barreau de fer doux avec plusieurs dents et le stator est constitué de plusieurs bobines associées en paires. Lorsqu’un courant passe dans la bobine, celui-ci devient un électroaimant et considérant qu’il est associé avec une autre bobine face à lui et traversé d’un courant électrique en même temps, un champ magnétique se forme à travers le rotor. Ce dernier réagit selon la règle du flux maximum :



« Tout conducteur délimitant une surface, parcouru par un courant et placé dans un champ magnétique tend à s'orienter de façon à ce que le flux au travers de la surface soit maximum (en valeur absolue et positive). Cette règle est une autre forme de la loi de Laplace, car ce sont des forces électromagnétiques qui agissent sur le conducteur pour l'orienter. »

Référance : Electrotech-city



Les dents du barreau de fer doux s’aligneront donc avec les bobines où le courant passe. Il suffit d’alimenter successivement les différentes bobines afin de contrôler le moteur. En multipliant le nombre de dents par le nombre de paires de bobines, on obtient le nombre de pas qu’on appelle aussi résolution. Plus il y a des pas, plus le moteur est précis. L’avantage d’utiliser un électroaimant sur un aimant permanent est qu’il est possible de l’activer et de le désactiver. Notez bien que le sens du courant ou du champ magnétique n’est pas important.



Moteur à aimant permanent
Le fonctionnement de ce moteur est très similaire à celui décrit plus haut. Cependant, on utilise un aimant permanent comme rotor. Ceci a pour effet d’arrêter le rotor à sa dernière position lorsque le courant électrique cesse. Le stator est composé de noyaux de fer doux dans lequel on induit un champ magnétique à l’aide d’un courant électrique (eh oui! Un électroaimant). La différence avec le moteur à réluctance variable est qu’on utilise seulement un solénoïde pour induire le champ magnétique à travers le rotor, mais comme un noyau de fer doux prend plus d’espace qu’un simple fil électrique, il est plus difficile d’ajouter d’autres champs magnétiques (environ quatre maximum). La résolution est donc limitée. Je crois bien qu’avec les images, aucune explication de plus n’est nécessaire. Il est à noter qu’il existe des moteurs hybrides qui sont un mélange de ses deux concepts. On obtient l’avantage que le nombre de pas augmente.






Ces images montrent le fonctionnement du moteur à aimant permanent à pas complet. Il en existe des autres types soit le moteur à aimant permanent à couple complet et celui à demi-pas.

Images tirées du site Wikipédia