Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 687-705 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002507068700

Modélisation dynamique du moteur pas à pas

Michel Kant et Jean-Paul Vilain

Laboratoire d'Electromécanique, Université de Technologie de Compiègne, France

Abstract
The aim of this paper is to systematize the dynamical modelisation of all step motors patterns, in order to remove some ambiguities about technology and particularly about drive. The modelisation is made through three main approaches : equations in unmoved coordinates, equations in moving coordinates and finally the dimensionless equations. In this last case, all step actuators offer a single analytical configuration. As the dynamical equations are non linear, a solution but numerical can be given. The physical properties of the different working cases appear clearly : for instance, the step position, or the almost dynamical working and the dynamical working. On the other hand, the effect of the construction parameters on the machine working area is shown. Some of this properties were already taken into account namely in [1, 5-8], with physical models, relating to particular configurations and supplies. This paper should contribute to unify the step motors theory and, moreover, indicate the appropriate coordinates for specific studies.

Résumé
Le mémoire se propose de systématiser la modélisation dynamique de tous les moteurs pas à pas, de manière à lever un certain nombre d'ambiguïtés sur leur technologie et surtout sur leur pilotage. La modélisation passe par trois étapes essentielles : équations dans les coordonnées immobiles, équations dans les coordonnées mobiles et finalement équations adimensionnelles. Dans cette dernière écriture, tous les actionneurs pas à pas présentent réellement une structure analytique unique. Les équations du mouvement étant non linéaires, leur résolution ne peut être que numérique. La programmation correspondante fait apparaître clairement les propriétés physiques des différentes étapes de fonctionnement : comme le positionnement sur un pas, le mouvement quasidynamique et le mouvement dynamique. On montre, par ailleurs, l'influence des paramètres de construction sur l'espace de fonctionnement de la machine. Un certain nombre de ces considérations ont déjà été présentées, notamment dans [1, 5-8], par des modélisations physiques partielles, relatives aux structures et aux alimentations particulières. Notre démarche, outre la globalisation des résultats, doit contribuer à unifier la théorie des machines pas à pas, d'une part, et indiquer le repère approprié pour les études spécifiques, d'autre part.

PACS
8340 - Small and special purpose electric machines.

Key words
stepping motors -- step motor -- stationary coordinates -- moving coordinates -- dimensionless equations -- step position -- dynamical working -- construction parameters -- machine working area