Différences entre les servomoteurs et les moteurs pas à pas

Un servomoteur est un moteur conventionnel équipé d'un capteur de contrôle supplémentaire qui agit comme un dispositif de rétroaction. Un moteur pas à pas est un moteur sans balais qui fonctionne en conjonction avec un pilote embarqué.

Servomoteurs

Comme mentionné, un servomoteur est un moteur standard équipé d'un capteur de contrôle qui sert de mécanisme de rétroaction. Pendant le fonctionnement, le contrôleur maintient le moteur dans la position définie. Ce principe interconnecté permet à l'appareil d'atteindre des vitesses et une précision allant jusqu'à 1 micron ou moins.

Pour bloquer le mouvement dans une position sans permettre de mouvement inverse, le contrôleur doit commuter en continu le courant du moteur dans la direction opposée jusqu'à ce que la commande suivante soit reçue. Cette méthode élimine le saut de pas car l'encodeur surveille constamment la déviation de l'arbre et corrige les erreurs en inversant la direction du moteur à chaque fois.

Inconvénients des servomoteurs :

• Réparations coûteuses

• Coût plus élevé

Moteurs pas à pas

Un moteur pas à pas est un moteur sans balais qui fonctionne avec une paire de pilotes embarqués. Typiquement, les moteurs pas à pas ont plusieurs phases (enroulements) qui sont alternativement activées par le pilote. Le moteur tourne en appliquant de courtes impulsions à l'un des enroulements du stator, ce qui fait bouger le rotor magnétique.

Les moteurs pas à pas sont généralement moins puissants et ne conviennent pas à la rotation à grande vitesse ou continue.

Selon la conception du rotor, le pas physique du moteur peut varier de 90 degrés à 0,9 degré. Les techniques logicielles peuvent affiner davantage l'angle, réduisant le bruit du pilote et améliorant la précision en augmentant les pas par révolution. La précision peut atteindre 20 microns.

Malgré leur haute précision, les moteurs pas à pas présentent un inconvénient majeur : comme il n'y a pas de rétroaction du contrôleur, ils sautent des pas sous des charges plus élevées, et le contrôleur ne peut pas suivre le fonctionnement du moteur sans un capteur d'angle.

Inconvénients des moteurs pas à pas :

• Saut de pas sous forte accélération et charges lourdes

• Difficile à réparer

Un moteur pas à pas équipé d'un encodeur ne diffère d'un moteur traditionnel que par son câblage d'encodeur d'angle supplémentaire. Cela résout le problème du saut de pas, mais augmente considérablement le coût. De plus, un contrôleur spécial avec correction d'erreur de pas est requis.

Malgré ces inconvénients, les moteurs pas à pas sont largement utilisés dans les applications industrielles et domestiques à grande échelle, telles que :

• Machines robustes et de haute précision (travail des métaux, découpe laser)

• Machines CNC légères (imprimantes 3D domestiques, graveurs)

• Robotique (robots avec cinématique complexe)

• Jouets (voitures, avions)

Foire aux questions

Quelles sont les similitudes entre les moteurs pas à pas et les servomoteurs ?
Les moteurs pas à pas sont utilisés dans les imprimantes 3D et autres appareils nécessitant un contrôle précis du mouvement, tandis que les servomoteurs sont utilisés là où un mouvement fluide est nécessaire. Les deux utilisent des électroaimants pour générer du mouvement.

Quels sont les avantages des servomoteurs par rapport aux moteurs pas à pas ?
Les servomoteurs peuvent fournir un couple élevé à des vitesses élevées. Ils sont plus faciles à contrôler et peuvent être programmés pour des tâches complexes, telles que le déplacement d'un bras robotique dans l'espace 3D. Les contrôleurs de servomoteurs sont également moins chers que les contrôleurs pas à pas et ont des exigences de puissance plus faibles, ce qui les rend idéaux pour la robotique mobile dans la fabrication automobile ou l'automatisation d'entrepôt.

Pourquoi utiliser un moteur pas à pas au lieu d'un servomoteur ?
La principale différence est que les moteurs pas à pas sont généralement moins chers que les servomoteurs. Ils ne nécessitent pas non plus de rétroaction de charge pour déterminer la puissance nécessaire pour l'arbre du moteur.

Lequel est le plus puissant : pas à pas ou servo ?
Les moteurs pas à pas sont moins puissants que les servomoteurs en raison de leur manque de polyvalence. Les servomoteurs peuvent tourner en continu dans n'importe quelle direction, tandis que les moteurs pas à pas ne se déplacent que par pas discrets.

Les moteurs pas à pas ont une conception plus complexe mais sont moins chers à fabriquer et à utiliser. Les servomoteurs sont plus chers et nécessitent une puissance plus élevée, mais ils offrent une meilleure précision et un meilleur contrôle.