calcul moteur pas à pas

[Minato]

Bonjour, j'aurais besoin d'aide pour le calcul de la puissance d'un moteur pas à pas.
Donc déjà je suis limité à 3 Ampères et 48v.
Je désire motoriser l'axe des Z, mais c'est sur une fraiseuse "traditionnelle" donc il faut que je lève la table+la pièce+ effort d'usinage.
Le système se fait par une vis à billes 1605 (pas de 5mm)+ écrou tournant. L'entrainement se fera par poulie crantés et courroie (type T5 ), je peut réduire ou démultiplier "légèrement" l'entrainement en choisissant des Ø différents entre l'écrou et le moteur, pour l'instant je suis parti sur une poulie 40 dents pour les 2 (moteur+écrou) et qui fait environ 65mm de Ø.
Le poids actuel de la table est de 30kg , si je désire monter une pièce de 10 kg (c'est pas lourd ,mais c'est une toute petite fraiseuse) on arrive à un poids à "mouvoir" de 40kg auxquels il faut ajouter les forces d'usinages, surtout lors des opérations de perçages.
Pour les vitesses de déplacements, je suis pas "gourmand" la course ne faisant que 200mm ,et de plus je n'usine pas en 3D mais seulement en 2.5D, on va dire que dans les 400 mm/mn cela serait déjà bien, plus se serait un mieux, moins c'est pas dramatique, je m'adapterais.
A votre avis, est ce qu'à partit de ce peu de données il y a moyen de savoir quel type de moteur je devrais prendre, je désire au moins du format Nema 23 ou 34 (mais le Néma 23 serait plus facile à caser)
En vous remerciant si vous pouvez m'aider

 

[domi.U&M]

bonsoir,

vous avez donné vous même la réponse dans l'énoncé de vos contraintes: 3 amperes sous 48 volts...
prenez un moteur pap qui les absorbe, avec la taille qui vous arrange.
en fait, c'est la démultiplication que vous devrez adapter pour vaincre les frottements dans votre cas.
enfin, vous ajusterez la vitesse maxi par paramétrage de votre contrôleur.
et cette vitesse ne sera pas très élevée vu les masses que vous avez à déplacer... ... avec moins de 150 watts disponibles.

 

[Minato]

Ce genre de calcul n'est pas valable pour un moteur pas à pas, malheureusement il ne se comporte pas comme un moteur électrique classique, d'ailleurs la tension d'un pas à pas est rarement indiquée ,on indique plutôt son intensité max absorbée en fonction du couplage et le couple de maintien, ce couple chute rapidement dès que le moteur se met à tourner et décroit en fonction de sa vitesse de rotation

 

[erolhc]

Bonjour

Freedom2000 avait publié une doc et une feuille de calcul excel aider à choisir le PAP adapté aux besoins ...

 

[Minato]

Ok, je vais essayer de la retrouver

 

[domi.U&M]

ce genre de calcul est tout a fait valable pour la question que vous avez posé

je vous faisais tout simplement "toucher du doigt" le fait que votre alimentation est très short par rapport à ce que vous souhaiterez faire.

et le calcul est tout à fait juste, même pour un moteur pap, dans les termes que j'ai utilisé: vous lui donnez à manger moins de 150 watts, donc il y a de grandes chances que le moteur ne sache pas vous en restituer plus... cqfd.

je ne peux donc que vous suggérer de lever la barrière des 3 ampères en n'utilisant pas une carte "tout en un" rouge ou bleue mais de lui préférer une carte controleur pilotant une carte driver. Vous prendrez alors un driver à 10 ampères, par exemple, et effectivement vous pourrez ensuite passer à l'étape suivante: à partir de la masse à faire mouvoir et de l'accélération que vous désirerez lui donner, vous pourrez choisir le moteur pap adapté, en vous basant sur sa courbe de puissance...

mais je ne faisais que vous dire tout ça en passant...

A+

 

[Minato]

Déjà ce n'est pas une carte "chinoise", ensuite avec mes moteurs actuel, 3A en néma 23 et 2.3Nm, je lève 25 kg à la vitesse de 700mm/mn, par contre je fais ça de façon "empirique" et j'aimerais, pour la suivante, déterminer par le calcul le type de moteurs appropriés (depuis bientôt 6 ans que je vais de la numérisation, je ne me suis basé que par des essais, et là j'aimerais mieux optimiser par le calcul, en effet un moteur de 8.5 à 12.5 Nm représente un investissement important, mais tous ces moteurs fonctionnent aussi sous 3A, donc pour une même tension et une même intensité on a un couple de blocage x5, si vous savez me l'expliquer je suis preneur de l'info, bien que cela ne résout pas mon soucis actuel de calcul, les courbes de puissance en fonction de la tension/couplage/vitesse étant rarement, voir jamais, disponibles auprès des constructeurs asiatiques ou de leur revendeurs européens).
Ce qu'il faudrait c'est le couple de disponible en fonction de la vitesse du moteur et de son couplage, mais ça........................pour le trouver, je pensais donc qu'il y aurait moyen de le déterminer, même approximativement par le calcul

 

[domi.U&M]

oui, je sais vous l'expliquer: le couple des moteurs est directement proportionnel au champ magnétique généré par les bobines multiplié par la surface d'application du champ (pôles rotor et stator(s) ).
la dimension des pôles est pratiquement proportionnelle a la taille des moteurs, dans les tailles nema dont vous parlez.

ce qui veut dire qu'un petit moteur aura une limite de couple dynamique et statique plus basse que pour une taille physique au dessus (en restant dans une même technologie ( même perméabilité magnétique, gestion des entrefers identique)). l'excédent de puissance électrique passera en échauffement du moteur.
en clair, pour un même ampérage, un moteur plus gros sera plus coupleux car il y aura un meilleur rendement magnétique, surtout en statique. le "petit" moteur n'augmentera plus de couple, mais dissipera sa puissance en chaleur.

ce que je vous dis est VALABLE POUR ABSOLUMENT TOUS LES MOTEURS ELECTRIQUES. la technologie PAP n'est en fait qu'une technique particulière de commutation externe au moteur (par opposition par exemple à un moteur à collecteur qui embarque sa propre technologie de commutation ou a un moteur asynchrone qui utilise l'onde fréquence en commutation).

le problème que vous rencontrez, et que tout le monde rencontre dans la techno des moteurs paps utilisés en commande numérique, est qu'on demande à ces moteurs des bonnes performances dans deux régimes de fonctionnement qui sont antinomyques:
- du couple en statique
- du couple en dynamique.

Les champs magnétiques internes, dont résultent les couples et vitesse de ces moteurs, sont très difficiles à modéliser par le calcul, car ils changent de caractéristiques en fonction des courants, de la vitesse du moteur, de la géométrie des pôles, des concordances de phase. Il se produit des phénomènes transitoires de glissements partiels ("sauts de pôles") et de résonnance, entre autres.

Du coup, les courbes en deux dimensions (ce que vous lisez sur une doc) ne suffisent plus car manque, entre autres, la dimension temps, la dimension de position angulaire (pas, micro pas, inter pas), etc. Beaucoup de fabricants sont incapables de donner les specs de leurs moteurs dans l'éventail complet de leur utilisation...

Pour ce qui vous concerne, j'ai bien compris que vous avez une parfaite maitrise pratique de l'utilisation de ces moteurs. Fiez-vous à cette pratique, ainsi qu'à la grande expérience de bon nombre de membres de ce forum. Enfin, effectuez des montages dont vous pouvez facilement changer les caractéristiques de réduction...

Et préferez toujours, pour les petits moteurs, une transmission élastique (flector ou courroie) qui laisse au moteur une latitude de liberté inter-pas qui augmentera son couple dynamique et diminuera son échauffement . De manière simpliste, il n'est pas faux de dire qu' "un moteur electique qui respire mal donne mal"...

bon courage, et je laisse la main aux experts pratiques...

a+

 

[Minato]

Je vous remercie bien. Pour la transmission, je reste fidèle à l'accouplement par poulies dentées et courroie (Type T5), c'est souple, suffisamment précis pour mon utilisation et cela "saute" en cas de blocage mécanique, épargnant ainsi les organes électriques et mécaniques.
Donc je vais "partir" sur du moteur au format Néma 34, et 8.5Nm de couple de blocage, on verra si cela suffit, si la vitesse est trop lente, j'ai toujours la possibilité de "jouer" sur les Ø de mes poulies, je n'aime pas trop, mais cela fera une "issue de secours".
En vous remerciant