Analyser les bases des moteurs pas à pas bipolaires
Le moteur pas à pas bipolaire est constitué de deux enroulements. Pour que le moteur fonctionne correctement, les deux bobines sont continuellement sinusoïdales avec une différence de phase de 90 degrés et le moteur pas à pas commence à tourner.
En règle générale, les moteurs pas à pas ne sont pas entraînés par des amplificateurs linéaires analogiques; au lieu de cela, ils sont contrôlés par une régulation de courant PWM afin de convertir un signal d'onde sinusoïdale linéaire en signaux de ligne droite discrets. L'onde sinusoïdale peut être divisée en plusieurs segments et, à mesure que le nombre de segments augmente, la forme d'onde continue d'approcher de l'onde sinusoïdale. Dans les applications pratiques, le nombre de segments est compris entre 4 et 2 048 ou plus, et la plupart des circuits intégrés de commande pas à pas utilisent de 4 à 64 segments. Dans l’entraînement pas à pas complet, une seule phase est alimentée à chaque instant, le courant biphasé alterne et les commutateurs de direction de courant, de sorte qu’un total de quatre états mécaniques du moteur pas à pas soit généré. Le lecteur à demi-pas est relativement plus compliqué que le mode de lecteur à pas complet. Dans le même temps, il peut être nécessaire d'activer les deux phases, comme illustré à la figure 1, ce qui double la résolution en pas du moteur. En subdivision de l’entraînement, l’angle du pas du rotor du moteur diminuera à mesure que le nombre de subdivisions augmentera, et la rotation du moteur deviendra de plus en plus stable. Par exemple, une séquence de subdivision en 32 segments est appelée un mode d’entraînement en huit étapes.
L'importance de la précision du contrôle actuel
La position du rotor bipolaire du moteur pas à pas dépend de la quantité de courant circulant dans les deux enroulements de la bobine. En général, les principaux indicateurs permettant de sélectionner un moteur pas à pas sont un positionnement mécanique précis ou un contrôle précis de la vitesse du système mécanique. Par conséquent, le contrôle de la précision du courant d'enroulement est très important pour le bon fonctionnement du moteur pas à pas.
Dans les systèmes mécaniques, deux problèmes peuvent conduire à un contrôle de courant imprécis:
Dans le cas d'un fonctionnement à faible vitesse ou d'un moteur pas à pas pour le contrôle de position, le nombre d'étapes de chaque moteur de sous-section est incorrect, ce qui entraîne un positionnement incorrect.
À des vitesses élevées, la non-linéarité du système peut entraîner des changements de vitesse du moteur à court terme, rendant le couple instable et augmentant le bruit et les vibrations du moteur.
Contrôle PWM et mode de désintégration actuel (DecayMode)
La plupart des circuits intégrés de commande de moteur pas à pas s'appuient sur les caractéristiques d'inductance des enroulements de moteur pas à pas pour obtenir une régulation du courant PWM. Par l'intermédiaire du circuit en pont en H composé des MOSFET de puissance correspondant à chaque enroulement, au démarrage du contrôle PWM, la tension d'alimentation est appliquée aux enroulements du moteur, générant ainsi un courant d'attaque. Une fois que le courant atteint la valeur définie, le pont en H bascule l'état de contrôle, ce qui provoque la décroissance du courant de sortie. Après un temps fixe, un nouveau cycle PWM recommencera et le pont en H générera à nouveau le courant de la bobine.
Ce processus est répété pour faire monter et descendre le courant de bobinage. Grâce à l'échantillonnage de courant et au contrôle d'état, la valeur de courant de pointe de chaque segment peut être ajustée et contrôlée.
Une fois que le courant de pointe prévu est atteint, il existe deux manières de contrôler l’atténuation du courant de l’enroulement d’entraînement du pont en H:
Court-circuiter l'enroulement (tout en allumant le MOSFET du côté bas ou du côté haut), le courant décroît lentement.
Le pont en H inverse la conduction, ou permet au courant de circuler à travers la diode du corps du MOSFET, et le courant décroît rapidement.
