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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 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 Développement d’un Banc d’essai por l’étude est le diagnostic des moteurs à pas Hybrides

Chapitre I: moteur pas à pas - univ-tebessa.dz · Le moteur pas à pas constitue un convertisseur électromécanique destiné à transformer le signal électrique (impulsion ou)

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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

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

Développement d’un Banc d’essai por l’étude est le diagnostic des moteurs à

pas Hybrides

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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

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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

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Liste des figures

Numéros Titres de figures Pages

Chapitre I

1 flux induit de moteur pas à pas à pas 4

2 position de moteur pas à pas 4

3 positon 1 5

4 positon 2 5

5 positon 3 5

6 positon 4 6

7 chronogramme des étapes de moteur pas à pas 6

8 moteur pas a pas à aimant permanent 8

9 moteur pas à pas Réluctance variable 9

10 Structure d’un moteur pas à pas (montage bipolaire) 10

11 Structure d’un moteur pas à pas (montage unipolaire) 12

12 bobinage du moteur bipolaire 12

13 bobinage du moteur unipolaire 13

14 principe d’un moteur pas à pas 13

15 Le fonctionnement du 3 type moteur 14

16 couple maxi en fonction de la fréquence des pas 14

17 le couple des pas 15

18 le chronogramme de courant dans le bobine 16

19 schéma principe de moteur unipolaire 17

20 chronogramme de séquenceur 18

21 Schéma principe comment installer l’horloge dans la carte 19

22 Schéma principe de l’horloge 19

23 Schéma principe de l’horloge 20

Chapitre II : moteur pas à pas hybride

1 Moteur pas à pas hybride en fonctionnement 22

2 Fonctionnement du moteur pas à pas hybride 22

3 Moteur pas à pas hybride4 fils 24

4 Moteur pas à pas hybride 6 fils 25

5 Moteur pas à pas hybride8 fils 25

6 Moteur hybride (MH) 26

Chapitre III : partie pratique

1 carte de moteur pas à pas unipolaire 30

2 carte de moteur pas à pas bipolaire 31

3 Enroulements des moteurd à pas 31

4 Bord d’assemblage de la carte 32

5 contrôle de la vitesse par VR1 et VR 32

6 fixation du capteur angulaire sur l’arbre du moteur 33

7 schéma diagnostique de la carte de MH 37

8 Ph1 off 38

9 Ph2off 38

10 Ph3off 38

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11 Ph4off 38

12 Ph1on 38

13 Ph2on 38

14 Ph3on 39

15 Ph4pn 39

16 Ph1off ph2off 39

17 Ph3off ph4off 39

18 Ph1on ph2on 39

19 Ph3on ph4on 39

20 ph1off ph3off 40

21 Ph1 off ph4off 40

22 Ph2off ph3off 40

23 Ph2off ph4off 40

24 Ph1on ph3on 40

25 Ph1on ph4on 40

26 Ph1off ph3on 41

27 Ph1off ph4on 41

28 Ph2on ph4on 41

29 Ph2on ph3on 41

30 Ph2on ph4on 41

31 Ph1off ph3on 41

32 Ph2off ph4on 42

33 3Phoff 1 phN 42

34 3Phon 1phN 42

35 Ph1 mélange ph2 42

36 Ph1 mélange ph3 42

37 Ph1 mélange ph4 42

38 Ph2 mélange ph3 43

39 Ph2 mélange ph4 43

40 Ph3 mélange ph4 43

41 Mélange ordre 2ph (1et2) 43

42 Mélange ordre 2ph (1et3) 43

43 Mélange ordre 2ph (1et4) 43

44 Mélange ordre 2ph (2et3) 44

45 Mélange ordre 2ph (2et4) 44

46 Circuit imprimé du montage 44

47 schéma de montage des straps 45

48 schéma de montage des composants 46

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Liste des tableaux

Numéros Titres Pages

1 La table de vérité des étapes de moteur pas à pas 6

2 table de vérité de bobinage d’un moteur pas à pas 7

3 Structure d’un bobinage de moteur pas à pas position 1 11

4 Structure d’un bobinage de moteur pas à pas position 2 11

Chapitre II

1 les différents types de moteurs pas à pas 27

Chapitre III

1 Spécifications techniques 34

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Liste de symboles

M.R.V Moteur à Réluctance variable M.P Moteur à Aimant permanent MH Moteur Hybride B Bobinage

P Phase

P Nombre de pôles magnétique vu par le stator Ndr Nombre de dents sur une couronne rotorique

M nombre de phases (doit être pair) On Masse Off Non alimenté N Alimenté r Rempace dr Deux phase en couple

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Sommaire

Numéros Titres Pages

Liste de figures

Liste de tableaux

Observation

Introduction générale

Chapitre I :

Le moteur pas à pas

1 Historique 3

2 Introduction 3

3 Définition 3 4 Fonctionnement d’un pas a pas 4 phases 4

4.1 fonctionnement de type de moteur pas a pas à aimant

permanent «tin can» 8

4.1. 1 Avantages du moteur à aimant permanent 9 4 .1 .2 Inconvénients du moteur à aimant permanent 9 4.2 fonctionnement du moteur pas à pas à Réluctance variable 9

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

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13 L'horloge 19

14 Application 20

Chapitre II :

Le moteur pas à pas Hybride

1 Introduction 22

2 Définition 22

3 Fonctionnement d’un moteur pas à pas hybride 22 4 Avantages du moteur pas à pas hybride 22 5 Inconvénients du moteur pas à pas hybride 23 6 Réalisations industrielles 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 l’oscillateur à bord de la carte 32

6 Fonction nement du banc 33

6.1 capteur angulaire 34

6.2 fixation du capteur 34

6.3 carte représentant le banc de diagnostique 34

7 Le tableau des defaux 35

8 la carte diagnostic de moteur pas à pas 37

10 Les figures des defaults 38

Conclusion générale

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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 .

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Chapitre I

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Chapitre I: moteur pas à pas

3

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 .

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Chapitre I: moteur pas à pas

4

-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.1) :flux induit de moteur figure(I.2) :postion de moteur pas à pas à

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 :

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Chapitre I: moteur pas à pas

5

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

6

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

1

Etape

2

Etape

3

Etape

4

Etape

1...

Bobinage 1,

Phase 1 0 1 1 0 0

Bobinage 1,

Phase 2 1 0 0 1 1

Bobinage 2,

Phase 1 1 1 0 0 1

Bobinage 2,

Phase 2 0 0 1 1 0

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

7

- 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 "demi-

pas" : 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 : 1 2 3 4 5 6 7 8 1...

Bobinage 1,

Phase 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0

Bobinage 1,

Phase 2 1 0 0 0 0 0 1 1 1

Bobinage 2,

Phase 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1

Bobinage 2,

Phase 2 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

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Chapitre I: moteur pas à pas

8

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

9

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)

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Chapitre I: moteur pas à pas

10

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

11

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

12

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

13

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.

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Chapitre I: moteur pas à pas

14

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

15

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

16

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.

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Chapitre I: moteur pas à pas

17

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 (half-step)

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Chapitre I: moteur pas à pas

18

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

19

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.

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Chapitre I: moteur pas à pas

20

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)

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CHAPITRE II

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Chapitre I: moteur pas à pas

22

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

23

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

24

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

25

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,

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Chapitre I: moteur pas à pas

26

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)

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Chapitre I: moteur pas à pas

27

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

28

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.

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CHAPITREIII

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Chapitre I: moteur pas à pas

30

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

31

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

32

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

33

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.

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Chapitre I: moteur pas à pas

34

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

35

réponses enregistrées.

Tableau (III .1) :Spécifications techniques

7 : Le tableau de default

On : off : N PH1 PH2 PH3 PH4 Nom des défaux

Numéros

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

36

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

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Chapitre I: moteur pas à pas

37

8 :la carte diagnostic de MPàP H

Title

Size Document Number Rev

Date: Sheet of

<Doc> 1

CARTE DIAGNOSTIC MOTEUR A PAS

B

1 1Thursday , August 14, 2008

R1

1

R2

1

R31k

R4

1k

R51k

R6

1k

1

2

L1

Phase1

1

2

L2Phase2

1

2

L4Phase4

1

2

L3

Phase3

F1

1A

F2

1A

F3

1A

F4

1A

D1LED1

D2

LED2

D3LED3

D4

LED4

ONONONON

OFFOFFOFFOFF

Direction

12

34

56

3-4COMMUT1

Vitesse

12

34

56

3-4COMMUT2

+12V (1LOGIC)

12

34

56

3-4COMMUT3

12

34

56

3-4COMMUT4

+12V (1LOGIC)123456

3-4COMMUTVIT

Phase 1 Phase 2

ALIM 12V

0V

123456

3-4COMMUTDIR

Pase 3 Phase 4

R710k

R810k

12

34

56

78

1-2COMMUTQ1

CARTE DRIVER MOTEUR A PAS

+12V

12

34

56

78

3-4COMMUTQ2

12

34

56

78

5-6COMMUTQ3

12

34

56

78

7-8COMMUTQ4

Direction

Vitesse

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Chapitre I: moteur pas à pas

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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

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Figure(III.12) : ph 4off Figure(III.13) : ph 1on

Figure(III.14) : ph2 on Figure(III.15) : ph3 on

Figure(III.16) : ph 4on

Figure(III.17) : ph 1 off ph2off

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Figure(III.18) : ph3 off ph4off Figure(III.19) : ph1on ph2 on

Figure(III.20) : ph3on ph4 on

Figure(III.21) : ph1off ph3off

Figure(III. 22) : ph1off ph4off Figure(III.23) : ph2off ph3off

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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

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Figure(III.32) : ph1on ph4on Figure(III.33) : ph2off 3on

Figure(III.34) :ph2off ph4on Figure(III.35) : 3ph off phN

Figure(III.30) :ph2on ph4on Figure(III.31) : ph1off ph3on

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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)

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Figure(III.42) : (ph3mélange ph4) Figure(III.43) : mélange ordre 2 ph (1et 2)

Figure(III.44): mélange ordre 2 ph (1et 3) Figure(III.45): mélange ordre 2 ph (1et 4)

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Figure(III.46) :mélange ordre 2 ph (2et 3)

Figure(III.47) : mélange ordre 2 ph (2et 4)

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Figure(III.48) :circuit imprimé du montage

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Figure ( 49) : schéma de montage des straps

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Figure(50) : schéma de montage des composants

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Chapitre I: moteur pas à pas

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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

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ANNEXE A

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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.

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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.

08 Pdf « les avantages d’un moteur pas à pas »

09 Copyright © 27/01/2016 Moteur industrie . Tous droits réservés, Moteur industrie 33 rue Paul Gauguin 31100 Toulouse

10 Guide de stepper motor