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Pourquoi mon moteur pas-à-pas s'échauffe-t-il?

25 Jan 2022
Experts Kollmorgen

Tous les moteurs électriques génèrent de la chaleur pendant leur fonctionnement; cette chaleur est simplement due au passage du courant dans une bobine. Les moteurs électriques sont constitués d'un fil de cuivre pour former les bobines qui font partie du circuit électromagnétique nécessaire pour produire la rotation. Même si le cuivre est un excellent conducteur, il présente une certaine résistance qui génère un échauffement. La quantité de courant fournie au moteur et la résistance du bobinage déterminent le niveau d'échauffement. En raison de la nature du fonctionnement d'un moteur pas-à-pas, l'intégralité du courant nominal doit être appliqué à tout moment, à la différence d'un servomoteur qui fournit uniquement le courant nécessaire pour générer le mouvement souhaité.

Sources de chaleur d'un moteur pas-à-pas

Les moteurs pas-à-pas sont conçus pour supporter la chaleur générée par le fonctionnement à la puissance nominale. Alors que l'essentiel de la chaleur provient des bobinages du moteur, d'autres sources de chaleur, telles que des vibrations et des courants de Foucault, sont générées dans les moteurs pas-à-pas hybrides. Étant donné que le moteur est commandé par une série d'impulsions carrées remplies de différentes fréquences harmoniques, le moteur vibre. En plus de contribuer au bruit audible, ces vibrations génèrent une chaleur supplémentaire. Les courants de Foucault sont une autre source de chaleur. L'acier stratifié utilisé dans le stator du moteur pas-à-pas peut générer des courants de recirculation (courants de Foucault) qui ont tendance à échauffer davantage le stator. La totalité de la chaleur présente dans le stator du moteur pas-à-pas se transmet au boîtier du moteur et aux têtes de câbles, ce qui rend le moteur vraiment chaud au toucher.

Comment diminuer la chaleur d'un moteur pas-à-pas

L'échauffement d'un moteur pas-à-pas est normal, mais il est possible de réduire la chaleur. La méthode habituelle consiste à utiliser une fonction du variateur pas-à-pas appelée réduction du courant de repos qui ramène le courant appliqué au moteur à un pourcentage défini lorsque le moteur ne produit pas de mouvement. Souvent, la totalité du couple de maintien du moteur pas-à-pas n'est pas nécessaire au repos. Il est alors possible de diminuer le courant appliqué, et donc la chaleur générée par le moteur. D'autres méthodes sophistiquées pour diminuer la chaleur consistent à modifier la forme d'onde du courant pour minimiser les harmoniques indésirables et à lisser les impulsions fournies au moteur ou encore à utiliser la fonction de micropas d'un variateur. Les méthodes de dissipation thermique peuvent aussi évacuer la chaleur du moteur pour permettre un fonctionnement à une température plus basse.

Il peut aussi arriver que le moteur pas-à-pas et le variateur ne soient pas compatibles, ce qui signifie que le courant de sortie du variateur est plus élevé que le courant nominal du moteur. La plupart des variateurs pas-à-pas sont en mesure d'ajuster la valeur de courant de sortie au moyen de commutateurs DIP sur le variateur ou dans son logiciel.

Kollmorgen propose des outils de conception en ligne qui vous aident à calculer la température prévue du moteur afin de déterminer si le moteur et le variateur sont optimisés pour éviter une surchauffe dans le moteur en fonction des besoins de l'application.

À propos de l'auteur

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Ce blog est le fruit d'une collaboration entre une équipe d'experts en mouvement et en automatisation de Kollmorgen, comprenant des ingénieurs, du personnel du service clientèle et des experts de la conception. Quelle que soit l'avancée de votre projet, nous sommes là pour vous aider.

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