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Moteur QMOT QSH4218
Code : 198735
Code : 198747
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NOTICE
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Version 06/07
1.Caractéristiques
Ces moteurs pas-à-pas hybrides à 2 phases bipolaires sont conçus pour un mode
micropas et sont en harmonie parfaite avec les commandes TRINAMIC.
Caractéristiques principales
Configuration de montage 17 NEMA
Dimensions maxi : 57,2 mm x 57,2 mm
Diamètre de l’axe : 6,35 mm, longueur de l’axe : 20,6 mm
Résolution : 1,8°
Conçu pour un mode de fonctionnement micropas
Support optimal pour les circuits d’entraînement basés sur TMC239/TMC249
Supérieur à la tension de fonctionnement de 84 V
4 connexions par fils
Aimants au néodyme pour moteur-couple maximal.
Caractéristiques Paramètres Unités -35-10-027 -41-10-035 -51-10-049
Courant de phase nominal I
RMS
nominal A 1,0 1,0 1,0
Résistance de phase à 20°C R
bobine
Ohm 3,1 2,5 3,00
Inductance de phase mH 4,90 6,74 5,50
Couple de torsion d’arrêt Ncm 27 35 49
Oz (pouce) en 38 49 69
Couple de butée/d’arrêt Ncm 1,6 1,6 2,5
Inertie G/cm
2
45 66 90
Poids (masse) Kg 0,23 0,30 0,38
Classe d’isolation B (130°C) B (130°C) B (130°C)
Fils de connexion N° 4 4 4
Tension applicable maxi V 42 42 42
Précision de l’angle à pas % 5 5 5
Dimensions maxi mm 42,2 42,2 42,2
Longueur du moteur L
max
mm 35,0 41,1 51,2
Diamètre de l’axe mm 5,0 5,0 5,0
Longueur de l’axe mm 20,0 20,0 20,0
Charge de l’axe maximale (axial) N 40 40 40
Charge de l’axe maximale (radial)
5 mm à partir des dimensions avant N 50 50 50
PANdrive Trinamic Type PD1-xxx-42 PD2-xxx-42 PD3-xxx-42
4.4.1 Fonctionnement à plein régime
Si le moteur fonctionne à plein régime, les résonances apparaîtront. Les fréquences de
résonance dépendent de la charge du moteur. Lorsque le moteur entre dans une zone
de résonance, il se pourrait qu’il ne tourne plus ! Vous éviterez ainsi les fréquences de
résonances.
Comment éviter la résonance du moteur en mode de fonctionnement à plein régime ?
Réponse 1 : ne faites pas fonctionner le moteur à des vitesses de résonance pendant
une période de temps prolongée. Utilisez une forte accélération afin d’augmenter une
vitesse sans résonance. Ceci évite la formation de résonance. Si des résonances
apparaissent à des vitesses très élevées, essayez de diminuer l’intensité du courant.
Réponse 2 : l’amortisseur de résonance pourrait être requise si les fréquences de
résonance ne peuvent pas être omise.
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4.4 Choisir le mode de commutation
Tandis que les courbes de performances du moteur sont représentées pour le mode de
fonctionnement à plein régime, la plupart des pignons (du moteur) fournisse un mode de
fonctionnement micropas. Le micropas utilise une courbe/onde sinusoïdale et cosinoïde
discrète pour diriger les deux bobines du moteur et donne une conduite très calme du
moteur ainsi qu’une résolution de la position réduite. L’amplitude des ondes est de 1,41
fois le courant moteur nominal, tandis que les valeurs RMS sont égales au courant
moteur nominal. Le moteur pas-à-pas ne fait plus de pas de forte intensité.
Cependant, 15 micropas ou plus sont recommandés pour un fonctionnement normal et
éviter ainsi les résonances. Pour faire fonctionner un moteur à plein régime, beaucoup
d’indications sont à prendre en considération.
Mode Résolution Plage de vitesse Couple Commentaire
Plein régime 200 pas par De faible à forte vitesse. Couple complet si Bruit audible particulièrement
rotation Recherchez les zones l’atténuateur est présent, à de faibles vitesses
de résonance dans une sinon couple réduit en
gamme de faible à zone de résonance
vitesse moyenne.
Micropas 200* De faible à forte vitesse Couple réduit à une Bruit de faible intensité,
(nombre de vitesse élevée fonctionnement normal
micropas du moteur
par rotation)
Mixé : 200* De faible à forte vitesse Couple complet A des vitesses élevées, il n’y
micropas et (nombre de a aucune différence pour le
fonctionnement micropas mode de fonctionnement à
à plein régime par rotation) plein régime.
pour des
vitesses élevées
Tableau 5 : comparaison du mode de fonctionnement micropas/plein régime
Le mode de fonctionnement micropas donne la meilleure performance pour la plupart
des applications et peut être considéré comme l’état actuel de la technique. Cependant,
le mode de fonctionnement en plein régime augmente de 10% des vitesses du moteur
si vous le comparez au mode de fonctionnement micropas. Une combinaison de
micropas à des vitesses faibles et moyennes et un fonctionnement en plein régime à
des vitesses élevées donnent la meilleure performance à toutes les vitesses et est le
plus universel. Les modules driver Trinamic supportent les trois modes.
2. Dimensions mécaniques
2.1 Affectation des fils de plomb
Les fils de plomb sont représentés par un numéro dans des schémas de codage de
couleur différente. Veuillez déterminer quel schéma est conçu d’abord pour votre moteur.
Le type de câble est AWG 24.
Câble de type 1 Câble de type 2 Bobine Fonction
Blanc noir A Bobine de moteur A broche 1
Jaune vert A Bobine de moteur A broche 2
Bleu bleu B Bobine de moteur B broche 1
Rouge rouge B Bobine de moteur B broche 2
Schéma 1: Affectation des fils de plomb
2.2 Dimensions
Schéma 2 : Dimensions (toutes les valeurs exprimées en mm, hx décrivent la tolérance de perçage)
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3. Couple de rotation
Le couple de rotation représente les caractéristiques du couple-moteur pour un fonctionnement fullstep (à plein régime) dans le but d’autoriser une comparaison simple. Les
moteurs sont positionnés sur du caoutchouc. Les schémas sont basés sur des points de
mesure du couple maximum du moteur (le couple de rotation nécessitait l’arrêt du
moteur en mouvement). Pour un fonctionnement fullstep (à plein régime), il y a toujours
un nombre de points de résonance (avec moins de couple) qui ne sont pas représentés.
Ceci sera minimisé en mode de fonctionnement micropas (ce qui représente la plupart
des applications).
3.1 Moteur QSH4218-35-10-027
Conditions : commande bipolaire, courant 1 A RMS, fonctionnement fullstep (à plein
régime).
Paramètre Valeur Commentaire
Tension d’alimentation 2* U
coil_NOM
Vitesse du moteur très limitée. Mouvement lent sans
minimale réduction du couple. Le bruit pourrait devenir audible.
Tension d’alimentation > 4* U
coil_NOM
et Choisissez la meilleure tension dans cette gamme de
optimale < 22* U
coil_NOM
mesure utilisant la courbe du couple moteur et les données
de l’entraîneur.
Tension d’alimentation 25* U
coil_NOM
En excédant cette valeur, les pertes en puissance par
maximale commutation atteignent une magnitude relative et le
moteur pourrait être trop chaud à un courant nominal. De
cette façon, il n'y a pas lieu d'augmenter la tension.
Tableau 4 : indications de la tension d’alimentation du pignon moteur
Question : Comment savoir si la tension du pignon moteur donnée est suffisante ?
Réponse 1 : il suffit d’écouter le moteur à différentes vitesses. Si le ‘’son’’ du moteur
devient strident lorsque vous dépassez la vitesse ? Ensuite, le moteur entre dans une
zone de résonance.
La raison est que la tension FEM retour du moteur atteigne la tension d’alimentation. De
cette façon, le driver ne peut pas apporter le courant maximal dans le moteur. Ceci est
typiquement un signe que la vitesse du moteur ne doit pas être davantage réduite parce
que les résonances et le courant réduit affecteront le couple moteur.
Réponse 2 : Mesurez le courant de la bobine moteur à la vitesse maximale que vous
désirez.
Pour le mode micropas : si la courbe est encore sinusoïdale, l’alimentation du pignon
moteur est suffisante.
Pour le mode de fonctionnement à plein régime : si le courant moteur atteint un niveau
constant, l’alimentation du pignon est suffisante.
Si vous savez que la tension n’est pas suffisante, vous pouvez soit augmenter la
tension ou réduire le courant (et par conséquent le couple).
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Réponse 2 : si vous atteignez la limitation de la vitesse, ceci serait une bonne idée pour
réduire le courant moteur afin d’éviter la présence de résonances. Veuillez consulter les
indications pour choisir la tension.
Question : s’agit-il d’une économie d’énergie – comment choisir un courant de
réserve/de secours ?
Réponse 1 : la plupart des applications ne nécessitent pas beaucoup de couple pendant
l’arrêt du moteur. Il vous est conseillé de toujours réduire le courant moteur pendant
l’arrêt. Ceci réduit la dissipation de puissance et la production de chaleur. En fonction du
type de votre application, vous pouvez avoir au moins une semi puissance de dissipation. Il y a plusieurs aspects expliquant la raison pour laquelle ceci est possible : à l’arrêt,
le couple moteur est plus élevé que tout autre vitesse. Vous n’avez pas besoin d’un
courant maximal même avec une charge statique ! Il se pourrait que votre application
n’aie besoin d’aucun couple, mais vous pourrez avoir besoin de garder la position exacte
du micropas : essayez de voir comment vous pouvez procéder dans votre application. Si
l’exactitude de la position du micropas ne pose pas de problème pendant la durée de
l’arrêt, vous pourriez réduire le courant du moteur à zéro, à condition qu’il n’y ait pas de
charge statique sur le moteur et de friction pour éviter la perte de position complète.
4.3 Alimentation du pignon moteur
L’alimentation pour la plupart des applications ne peut pas être choisie librement parce
que les autres composants ont une alimentation fixe de 24 V DC. Si vous avez la possibilité de choisir la tension du pignon moteur, veuillez vous référer à la fiche technique du
pignon/entraîneur et prenez en compte qu’une vitesse élevée signifie un nombre de
tours élevé à une vitesse élevée. Les schémas du moteur couple sont mesurés pour
une tension donnée. Vous pouvez établir l’axe de la vitesse (pas /sec) proportionnellement à la tension pour adapter la courbe si la courbe est mesurée pour 48 V et si
vous considérez un fonctionnement à 24 V, la moitié de toutes les valeurs sur l’axe x
pour obtenir une idée de la performance du moteur.
Pour un pignon à fente, veuillez prendre en compte les valeurs d’angle suivantes pour
l’alimentation du pignon moteur (tension du moteur).
Le tableau se réfère à la tension nominale du moteur qui a un arrière-plan théorique afin
de déterminer la perte résistive du moteur.
Commentaires sur la tension nominale du moteur : U
bobine_NOM
= I
RMS_nominal
* R
bobine
(Référez-vous au tableau technique du moteur)
3.2 Moteur QSH4218-41-10-037
Conditions : commande bipolaire, courant de bobine 1 A RMS, fonctionnement fullstep
(à plein régime).
3.3 Moteur QSH4218-51-10- 049
Conditions : commande bipolaire, courant de bobine 1 A RMS, fonctionnement fullstep
(à plein régime).
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4. Consignes de mise en service
Les chapitres suivants essaient de vous aider à régler correctement les paramètres de
fonctionnement afin d’obtenir un système stable.
4.1 Sélection du moteur adapté pour une application
Pour une solution optimale, il est important de choisir le moteur qui convienne pour
l’application et le meilleur mode de fonctionnement. Les paramètres de réglage par
touche sont le couple-moteur de référence et la vitesse. Tandis que le couple de
maintien décrit le couple à l’arrêt et vous donne une indication pour pouvoir comparer
les différents moteurs, ceci ne constitue pas le paramètre pour sélectionner le meilleur
moteur adapté. Le couple-moteur requis est le résultat de charge statique sur le moteur,
les charges dynamiques qui se présentent pendant l’accélération/la décélération et les
charges dues à la friction. Dans la plupart des applications, la charge à une vitesse
maximale du moteur est plus critique en raison de la réduction du couple-moteur à une
vitesse élevée. Tandis que la vitesse requise est généralement bien connue, le couple
requis est souvent uniquement peu connu. Généralement, un moteur long et un moteur
avec un large diamètre fournit un couple plus élevé. Mais, en utilisant la même tension
pour le moteur, le grand moteur perd très tôt du couple lorsque la vitesse du moteur
augmente. Ceci signifie que pour un couple-moteur élevé à une vitesse élevée du
moteur, le plus petit moteur pourrait être la meilleure solution.
Veuillez vous référer au couple-moteur et au schéma de la vitesse pour déterminer le
moteur qui est le mieux adapté qui fournit assez de couple pour toutes les vitesses que
vous désirez.
Remarque :
Question : comment déterminer le couple-moteur requis maximal par votre application ?
Réponse : il suffit de tester un moteur qui pourrait convenir à peu prés. Prenez en
considération les conditions les plus mauvaises : la tension secteur d’attaque minimale
et le courant d’attaque minimal, la température maximale et minimale (laquelle est
mauvaise) et la friction maximale des pièces mécaniques. Considérons le fait que si
vous voulez être plus sûr, il convient d’ajouter une marge de sécurité de 10% pour
prendre en considération la dégradation inconnue de la mécanique et du moteur.
4.2 Réglage du courant du moteur
A la base, le couple moteur est proportionnel au courant du moteur aussi longtemps que
le courant reste à un niveau raisonnable. De façon optimal, le moteur devrait être choisi
pour apporter la performance requise au courant du moteur nominal. Pour une courte
période de temps, le courant du moteur peut être augmenté au-dessus de ce niveau
afin de permettre une augmentation du couple, mais le soin a été pris de ne pas
dépasser la température maximale de la bobine de 130°C et respectivement une
température de fonctionnement du moteur continue de 90°C.
Pourcentage Pourcentage Pourcentage Commentaire
du courant nominal du couple moteur de la dissipation
de puissance
de moteur statique
150% < 150% 225% Fonctionnement limité pendant
quelques secondes
125% 125% 156% Fonctionnement possible pour une
période de temps limitée
100% 100% 100% Fonctionnement normal
85% 85% 72% Fonctionnement normal
75% 75% 56% Fonctionnement normal
50% 50% 25% L’exactitude du micropas réduite due à
une réduction du couple dans la
magnitude du couple d’arrêt
38% 38% 14%
25% 25% 6%
0% Voir le couple d’arrêt 0% Le moteur pourrait relâcher la position
si la friction d’application est trop faible
Tableau 3 : les réglages du courant moteur
Remarque
Question : comment choisir le réglage optimal du courant ?
Réponse 1 : généralement, vous choisissez le moteur dans le but de donner la performance désirée au courant nominal. Pour une utilisation de courte durée, vous pouvez
augmenter le courant moteur pour obtenir un couple plus élevé que celui spécifié pour
le moteur. Dans un environnement chaud, vous pouvez utiliser un courant moteur réduit
afin de réduire l’autochauffage/surchauffe du moteur.
Ces commandes Trinamic permettent le réglage du courant moteur à l’exception des
trois conditions suivantes :
- A l’arrêt (choisir un courant de faible intensité)
- Fonctionnement normal (courant nominal
- Forte accélération (si le couple augmenté est requis : vous pouvez choisir un courant
supérieur au réglage nominal, mais assurez-vous que la dissipation de puissance
principale n’excède pas le débit/la capacité nominale du moteur).
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