Moteur pas à pas : fonctionnement, modes et limites
Un moteur pas à pas ne tourne pas de façon continue mais par incréments angulaires fixes. Chaque impulsion électrique fait avancer le rotor d'exactement un pas : sur un moteur courant à 1,8°, cela représente 200 pas par tour.
D'où son grand avantage : positionner sans codeur ni boucle de retour. Il suffit de compter les impulsions, ce qui simplifie et allège la commande.
Principe de fonctionnement
Le stator comporte plusieurs bobinages. Alimentés dans un ordre déterminé, ils créent un champ magnétique que le rotor suit jusqu'à la position stable suivante. L'électronique fixe aussi bien le sens de rotation que la vitesse.
La contrepartie est importante : l'entraînement fonctionne en boucle ouverte. La commande suppose que le rotor a suivi chaque impulsion, mais ne le vérifie pas.
Modes de fonctionnement
| Mode | Principe | Caractéristique |
|---|---|---|
| Pas entier | Bobinages alimentés au maximum | Couple maximal, marche plus saccadée |
| Demi-pas | Positions intermédiaires par alternance | Résolution doublée, fonctionnement plus souple |
| Micropas | Répartition progressive du courant entre bobinages | Résolution très fine et marche silencieuse, couple de maintien par pas réduit |
Le micropas améliore nettement la régularité, mais n'augmente pas automatiquement la précision réelle : celle-ci dépend surtout de la mécanique et du moteur lui-même.
La perte de pas
Si le couple résistant dépasse le couple disponible, le rotor ne peut plus suivre le champ et perd des pas. La commande n'en sait rien et continue de calculer une position que l'axe n'a jamais atteinte. Sur un axe de portique, cela signifie au pire un rebut ou une collision.
- Le couple chute avec la vitesse, ce qui pénalise le pas à pas à régime élevé.
- Prévoir une marge par rapport au couple calculé.
- Utiliser des rampes : accélérer trop vite est une cause fréquente de perte de pas.
- Les versions en boucle fermée avec codeur intégré suppriment ce risque et constituent un intermédiaire vers le servomoteur.
Lequel choisir ?
Moteur pas à pas lorsque la charge est connue et limitée, les vitesses modérées et le coût déterminant : petits axes de positionnement, doseurs, appareils de laboratoire.
Servomoteur dès que la dynamique compte, que la charge varie ou qu'une perte de position serait inacceptable.
Questions fréquentes
Comment fonctionne un moteur pas à pas ?
Les bobinages du stator sont alimentés dans un ordre fixe et le rotor suit le champ magnétique en avançant d\u2019un angle constant par impulsion. Sur un moteur à 1,8 degré, cela fait 200 pas par tour, et la commande se contente de compter les impulsions.
Qu\u2019est-ce que le micropas ?
Un mode où le courant est réparti progressivement entre les bobinages pour créer des positions intermédiaires. La rotation devient beaucoup plus souple et silencieuse, sans que la précision réelle augmente pour autant.
Pourquoi un moteur pas à pas perd-il des pas ?
Parce qu\u2019il travaille généralement sans retour d\u2019information. Si le couple résistant dépasse le couple disponible, le rotor ne suit plus le champ et la commande ne le détecte pas : elle continue avec une position erronée.
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