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Sommaire - Introduction


Chaque exemple comprend l'énoncé du problème, ses données, sa résolution. Il est possible de le lire ( et de le résoudre avec Student's QuickField si le nombre de noeuds le permet !)



( Ci-dessous , Bleu : information sans cliquer. Vert : lien interne. Orchid : lien externe. )


 

Paragraphe 1.1 : Premiers modèles et définitions

Il y a 3 principaux types de moteurs pas-à-pas :

  • A réluctance variable (MRV) : rotor passif
  • A aimant permanent (MP) : le rotor possède un ou des aimant radiaux permanents
  • Hybride (MH) : le rotor possède un ou des aimant axiaux permanent

QuickField™ n'ayant pas encore de modules magnétique 3D, le moteur hybride à flux axial restera un développement exploratoire.

Les deux premiers modèles réalisés avec le module DC magnetics permettent de présenter une première structure de modèle. C'est le modèle le plus simple :

  • statique
  • sans schéma électrique (les courants sont définis dans les blocks) )
  • une seule bobine est alimentée

Il y a 3 bobines, mais une seule est alimentée avec un courant de 6 A/mm². Chaque bobine est représentée par deux brins : aller et retour; puisque le modèle est en 2D, la vue géométrique est une coupe. Pour le moteur MRV le stator est réalisé en fer doux, pour le moteur MP le stator est un aimant unipolaire en ferrite isotrope. La caractéristique est utilisée comme linéaire.

Les premières définitions sont :

  • pas angulaire mécanique : αpm = 2πm / Npt
  • fréquence mécanique : fm ∝ fe (fréquence de la source électrique)
  • vitesse mécanique de rotation : Ω (rad/s) = fm•αpm et n = 60•fm / Npt

avec Npt nombre de pas par tour, ici Npt = 6

  • Notes :
  • indice p : pôle , indice d : dent
  • indice p : pas, indice s : stator, indice r : rotor, ex : Nps = nombre de pas statoriques
  • indice m : mécanique (par opposition à électrique), ex : αpm = pas angulaire mécanique
  • indice t : tour, ex : pt = pas par tour, ex : Nps = nombre de pas par tour

C'est la modélisation la plus simple, en considérant de plus que le champ magnétique est borné par le stator.

functionnal parts of a stepper motor

parties élémentaires du moteur pas à pas

Vous pouvez visualiser un premier exemple de simulation en téléchargeant les fichiers ci-dessous. Le calcul du couple statique est donné en :

  • visualisant le postprocesseur ( icône "lunette"),
  • restorant le statut (fichier *.sst),
  • visualisant dans le calculateur ( icône "intégrale") le couple mécanique.

functionnal parts of a stepper motor

parties élémentaires du moteur pas à pas

On constate que le couple MP est plus élevé que le couple MRV (les couples sont évidemment faibles au regard du nombre d'Ampères/tour), le rapport de 100 n'est pas représentatif des machines actuelles.

Type de moteur MP MRV
Couple (mN•m) 9.79 0.097

Couples pour une bobine unifilaire



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