Moteur Pas à Pas et puissance de l'alimentation

Bonjour,
J'ouvre ce sujet car il y a beaucoup d'incompréhensions sur le choix d'une alimentation pour une motorisation avec des moteur Pas à Pas.

On peut lire :
- " C'est à l'arrêt que le moteur Pas à Pas consomme le plus",
- " Il faut choisir une alimentation avec un courant égale a 2/3 du courant du moteur, multiplié par 2 car il y a 2 enroulements".
- "Il faut prendre la puissance P=RI², on ne nous fait prendre des alimentations plus puissantes que pour des raisons commerciales."

Sur un forum, j'ai vu un pauvre gars acheter 2 KiloWatts d'alimentation (c'est surement un record) suite au conseils d'un "expert".  Ca vérifie bien que les conseilleurs ne sont pas les payeurs.

Pour faire des tests avec ma librairie j'ai justement fait un petit banc d'essai avec une alimentation de laboratoire (150W maxi) Un moteur NEMA34 de 4.5Nm, 6A, 0.4 Ohm.

Pour vérifier ce qui ce passe en réalité et pour confirmer ou infirmer ces bons conseils, je vais faire une série de tests et mesures.

Résultat des premiers tests ce soir.

Merci de ne pas répondre pour l'instant.

1er TEST
Conditions :
- Moteur à l'arrêt,
- Réglage courant Driver : 5.6A peak,
- Tension alimentation 20V,
- Reduction automatique de courant désactivée.
- Puissance théorique d'un enroulement = RI² = 0.4 X 5.6² = 12.54 W


Observations:
- L'intensité de l'alimentation est de 0.874A
- La puissance délivrée par l'alimentation est de 20 X 0.874 = 17.48W soit 5W de plus que la puissance théorique d'un enroulement.

2éme TEST (tension alimentation à 30V)
Conditions :
- Moteur à l'arrêt,
- Réglage courant Driver : 5.6A peak,
- Tension alimentation 30V,
- Reduction automatique de courant désactivée.
- Puissance théorique d'un enroulement = RI² = 0.4 X 5.6² = 12.54 W



Observations:
- L'intensité de l'alimentation est de 0.586A
- La puissance délivrée par l'alimentation est de 30 X 0.586 = 17.58W.
En augmentant la tension a 30V, l'intensité est passée de 0.874A à 0.586A ce qui fait que la puissance est restée quasi identique.

3éme TEST (réduction du courant a 2.7A peak soit environ 50%)
Conditions :
- Moteur à l'arrêt,
- Réglage courant Driver : 2.7A peak,
- Tension alimentation 30V,
- Reduction automatique de courant désactivée.
- Puissance théorique d'un enroulement = RI² = 0.4 X 2.7² = 2.96 W




Observations:
- L'intensité de l'alimentation est de 0.166A
- La puissance délivrée par l'alimentation est de 30 X 0.1.666= 4.98W.

En divisant l'intensité moteur par 2, on a presque divisé l'intensité de l'alimentation par 4. Idem pour la puissance.

4éme TEST (Test en rotation a 600tr/mn)
J'ai ajouter un ampèremètre, l'afficheur de l'alimentation est à peine visible sur la vidéo.
Conditions :
- Moteur à 600tr/min, a vide et en charge jusqu'à décrochage,
- Réglage courant Driver : 5.6A peak,
- Tension alimentation 20V (10 X 2 ),
- Reduction automatique de courant désactivée.
- Puissance théorique d'un enroulement = RI² = 0.4 X 5.6² = 12.54 W




Observations:
- L'intensité de l'alimentation à l'arrêt et de 0.857A
- L'intensité à vide est de 0.456A, la tension de 20V ne permet pas de maintenir le courant,
- L'intensité au décrochage est de 1.8A,

- La puissance délivrée par l'alimentation à l'arrêt est de 20 X 0.857=17.14W.
- La puissance délivrée par l'alimentation à vide est de 20 X 0.456= 9.12W.
- La puissance délivrée par l'alimentation au décrochage est de 20 X 1.8A= 43W.

La puissance mécanique délivrée au moment du décrochage doit être de 37-9.12 = 28W, donc le couple serait de 28/ ( 600/60)*6.28 = 0.45Nm

A noter qu'après le décrochage le courant revient proche de celui à vide.

5éme TEST (tension à 48V)
J'ai ajouter un ampèremètre, l'afficheur de l'alimentation est à peine visible sur la vidéo.
Conditions :
- Moteur à 600tr/min, a vide et en charge jusqu'à décrochage,
- Réglage courant Driver : 5.6A peak,
- Tension alimentation 48V (24 X 2 ),
- Reduction automatique de courant désactivée.
- Puissance théorique d'un enroulement = RI² = 0.4 X 5.6² = 12.54 W




Observations:
- L'intensité de l'alimentation à l'arrêt et de 0.380A
- L'intensité à vide est de 0.456A, la tension de 20V ne permet pas de maintenir le courant,
- L'intensité au décrochage est de 2.3A,

- La puissance délivrée par l'alimentation à l'arrêt est de 48 X 0.380=18.24W.
- La puissance délivrée par l'alimentation à vide est de 48 X 0.600= 28W.
- La puissance délivrée par l'alimentation au décrochage est de 48 X 2.2A= 105.6W.

La puissance mécanique délivrée au moment du décrochage doit être de 105.6-26 = 77W, donc le couple serait de 77/ ( 600/60)*6.28 = 1.22Nm

Le fait de multiplier la tension par 2.4 a aussi multiplié la puissance et le couple dans les même proportions.
J'ai fait beaucoup d'essai je ne suis jamais monté au dessus de 2.5A, donc la puissance maximale n'à pas beaucoup dépassé 100W pour ce moteur de 4.5Nm de bonne qualité.

La prochaine fois on va regarder à l'oscillo le courant et la tension avant et après le driver.

Une petite vidéo de ma librairie StepperIndexer presque au point :

Salut à tous..............voyons Blaise,il est en train de réaliser différents tests, afin de pouvoir dire ensuite quelle sera la meilleure alimentation pour faire tourner au mieux différents moteurs PAP,autrement dit,en fonction de tel ou tel moteur PAP,que devrais je prendre comme bonne alimentation,pour que tout cela tourne rond

vu que comme dans beaucoup d'autres choses,on trouve à boire et à manger sur les différentes caractéristiques les plus appropriées pour faire tourner correctement un moteur PAP précis

meles a écrit:Ça, j'avais compris, c'est le message du départ. Mais une explication didactique serait la bienvenue. Maintenant, si je suis le seul à ne pas comprendre, alors, c'est pas très grave.

Alors on est deux

Bob

Rassurez vous si dans la pratique le moteur Pas à Pas n'est pas simple a comprendre c'est bien pire en théorie.

Non je ne vais pas vous donner une formule miracle pour choisir une bonne alimentation, il y en a déjà assez de mauvaises qui circulent

Ce qu'il faut retenir de ces tests :
A l'arrêt :
- La puissance nécessaire pour notre moteur est faible voir même dérisoire avec la réduction de courant.
 Par exemple pour mon moteur de 6A de 0.4Ω avec une réduction de courant à 50%,  la puissance est de 0.4 X  3² = 4.5W auquel il faut ajouter quelques Watts pour le driver.
- Cette puissance reste pratiquement la même, quelque soit la tension de l'alimentation.

En rotation :
- La puissance varie principalement en fonction de l'effort que le moteur produit.
A vide la puissance est assez proche de la puissance à l'arrêt.

- En augmentant la tension de l'alimentation on a donc plus de puissance disponible donc on peut avoir plus de couple ou plus de vitesse.
C'est ce confirme les courbes :


Sur cette courbe en 48V à 1500RPM on est a 1Nm, c'est grosso modo 150W. Si on ne veut pas que le moteur décroche il faut rester très loin de cette valeur.
Avec 150W, on soulève 150Kg  à 100mm/s.

On utilise les alimentations à découpage pour alimenter des moteurs Pas à Pas surtout parce qu'elles ne sont pas chères et pas lourdes, mais la meilleure alimentation reste: Transfo+Pont+Condo.
En prenant 100 à 150VA par moteur pour être très très large, on est pas près d'être ennuyé.
C'est plus cher, mais peut-être moins cher que les 4 alimentations à découpage de 480W.

bob47 a écrit:

meles a écrit:Ça, j'avais compris, c'est le message du départ. Mais une explication didactique serait la bienvenue. Maintenant, si je suis le seul à ne pas comprendre, alors, c'est pas très grave.

Alors on est deux

Je me risque une petite explication à sa place... C'est donc à moi qu'il faudra en vouloir si ça part en sucette...  

Sur ce même forum ou sur celui d'en face (Usinage) la question des alimentations revient très régulièrement. Moi-même qui suis en train de plancher sur un retrofit, je me questionne essentiellement sur le choix de la puissance de mes alimentations (après avoir fait le choix de l'électronique). Je scrute donc toutes les nouvelles publications sur le sujet, et donc, le message de départ de Christian (CNCServ) m'est très explicite.

Il est assez facile de constater que sur les forums, il y a des personnes très calées, qui connaissent et surtout pratiquent tout un tas de trucs, une mine d'informations. Certaines doivent même prendre un temps fou à répondre aux messages privés (encore merci à elles !!). Il y en a d'autres qui le sont peut être un peu moins, mais qui tentent de faire illusion, et puis il y a tout le reste, jusqu'à des vraies buses comme moi  

Je pense que Christian ne veut pas donner de nom, tout à son honneur, et je ferai pareil à sa place. Mais quand, comme moi, on passe plusieurs longues soirées à parcourir des forums, il est très facile de constater que certaines publications, et donc leur auteur, sont souvent sujette à des critiques.
Il y sur les forums et internet, de la place pour tout le monde, à nous de faire le tri et de se faire notre opinion sur un site/un forum/un membre, etc...

Je suis un vrai néophyte et je besoin d'informations. Je suis un vraie éponge, mais qu'est ce qu'il est déroutant d'avoir une information puis son contraire dans les minutes qui suivent !! Je suis donc un peu obligé de faire encore plus de recherches pour avoir encore plus d'avis et être encore un peu plus perdu...

Alors, un test réel avec plusieurs cas de figures, bien étayé de photos et une aubaine.
Pour ceux qui savent, ça n'a peut être pas beaucoup d'intérêt, mais pour moi (et du coup j'imagine aussi pour d'autres) c'est réellement le moyen de se faire un "vrai" avis, qu'il est possible de mettre en face des remarques et commentaires lus un peu partout.
Même si je ne pige pas (encore) tout, ça me donne l'occasion d'aller chercher d'autres informations, de me former, ça me permet d'avancer (tout simplement).

MERCI !!! donc à Christian pour ce genre de publication, que j'aimerai trouvé plus souvent, plutôt qu'une info balancée à la va vite...


François.

Je viens de trouver ce site qui me parait très bien pour la théorie:
https://devenez-pro-en-electronique.com/comprendre-et-bien-utiliser-le-driver-a4988-pour-moteurs-pas-a-pas/

Bonjour Christian,
là je dis BRAVO ! pour toutes ces informations, cette étude poussée et réelle, le temps passé, les résultats
Tu as la connaissance, le matériel (et tu sais t'en servir) !
Pour tous ceux qui pataugent en élec dans le domaine (comme moi), c'est TOP !

Il faudra un jour que je me penche un jour sur ma config de cnc (qui marche bien depuis pas mal d'années et pour mes besoins) mais j'ai toujours observé que les moteurs grognaient parfois (en mise aux 0 d'usinages que je fais toujours à la main…), "chauffaient" un peu (dans une mesure acceptable) que ce soit après 10min d'utilisation comme après plus d' 1h…

Merci pour cette étude que tu as fait !