Démarrage et sur-vitesse

Quand on veut démarrer un moteur pas à pas en envoyant une slave d'impulsion régulière (sans accélération), avant que la rotation se stabilise, le moteur va avoir du retard; le couple sera positif et tendra à faire accélérer le moteur et cela va permettre (ou non) de combler le retard. Si on est à vide, et si il n'y avait pas de frottements, on peut aller jusqu'à 2 pas de retard (le couple est encore positif). Si on dépasse les deux pas de retard, le couple devient négatif et va entraîner le moteur dans l'autre sens, et donc le freiner. Les pas suivants vont de même le faire aller dans un sens et dans l'autre, il ne démarre pas. Si le moteur est chargé, une partie du couple va servir à entraîner la charge et le couple disponible pour accélérer sera plus faible, c'est comme si on décale la sinusoïde en vertical vers le milieu. On peut avoir du retard, mais moins que 2 pas. Le moteur ne démarre pas instantanément comme je l'ai entendu dire, mais il va avoir entre zéro et deux pas de retard, puis il va combler ce retard.

On voit souvent ce genre de graphique. Le fonctionnement est divisé en trois zones. Si le couple demandé et la vitesses sont faibles (en dessous de la courbe rouge), le démarrage direct est possible. Le fonctionnement est impossible au delà de la courbe bleue, car le couple résistant est plus important que celui que peut fournir le moteur, lequel diminue avec la vitesse (le courant ne peut plus s'établir assez vite). Entre les deux, on a une zone de sur-vitesse; on peut se trouver dans cette zone, mais il faut accélérer progressivement le moteur, puis le freiner pour en sortir sans perte de pas. La courbe rouge indique le couple maximum pour un démarrage direct et est appelée "torque in" dans la littérature anglo-saxonne. La courbe bleue est appelée "torque out".

Quand on parle de démarrage direct, c'est en partant du moteur arrêté. Si on veut pouvoir faire une inversion de sens de marche, on peut considérer que c'est un démarrage en sens inverse de deux fois la vitesse, auquel cas il suffirait de changer l'échelle des vitesse pour le démarrage direct. Ce n'est pas forcément juste car le couple peut aider à freiner le moteur.

En fait cette courbe serait importante, mais elle dépend beaucoup trop du montage réel. Supposons que l'on n'ait que du frottement sec sans inertie. Dans ce cas, il n'y aurait plus de zone de sur-vitesse. Supposons maintenant qu'il n'y ait plus de frottement sec, mais qu'il n'y ait une inertie extrêmement importante. On aurait alors la courbe "torque in" tassée à gauche. Dans la pratique on a les deux, et on ne peut absolument pas calculer le couple si on ne connaît pas la vitesse. Or celle-ci n'est atteinte qu'en fin de démarrage. On ne peut donc pas l'estimer pendant le premier pas. La courbe permet d'expliquer, mais les valeurs si elles y sont vont dépendre des conditions de mesure. Pour moi, ce n'est qu'une décoration, car les paramètres de mesure (si ils sont indiqués!) ne seront jamais les paramètres de l'utilisation réelle.

Il est rare que le constructeur spécifie les conditions de mesure. Dans la courbe ci-dessus, est spécifiée la charge (purement inertielle, environ 4 fois celle du moteur). Mais l'interprétation n'est pas une évidence. Si la charge est fixée, on ne peut pas obtenir deux courbes, mais seulement la caractéristique de la charge. Mais dans ce graphe, que représente alors le couple? C'est le couple encore disponible? Et pourquoi à vitesse nulle, les deux courbes ne donnent pas le même point, vu qu'il n'y a pas de démarrage possible?

Avec un montage réel, le régime de sur-vitesse existe. C'est une vitesse que l'on peut atteindre, mais uniquement avec un démarrage progressif (augmentation de la vitesse). Le démarrage progressif permet aussi de ne pas avoir d'à-coup lors du démarrage direct ou lors de l'arrêt brusque.


C'est quoi la sur-vitesse?


Vitesse maximum
343tr/mn et 378tr/mn


Vitesse maximum en sur-vitesse
2220 tr/mn

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