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3- L’entraînement 3-8- L’offre moteur taire, par exemple, impose des normes d’hygiène très strictes qui nécessitent des lavages fréquents. Les produits doivent donc être étanches et les revêtements employés compatibles. Certaines machines peuvent travailler en atmosphère corrosive, susceptibles de dégrader les moteurs. Une offre unique n’est donc pas envisageable et les fournisseurs proposent des moteurs dont la protection est adaptée aux spécificités des environnements. L’utilisateur pourra trouver des moteurs adaptés à l’industrie alimentaire (Figure 69). Figure 69 Servomoteur pour l’industrie alimentaire Le revêtement du moteur et les matériaux sont insensibles aux produits de lavage et la forme de la surface est étudiée pour faciliter l’évacuation de toute impureté. Pour les cas extrêmes, des moteurs inoxydables sont également proposés (Figure 70). Ce moteur est utilisable en atmosphère stérile et supporte le lavage à haute pression. Certaines zones de production telles que les cabines de peinture, l’industrie chimique, les raffineries, les installations pétrolières, les silos, etc. sont susceptibles de présenter des atmosphères explosives. Un moteur ATEX antidéflagrant ou à sécurité renforcée (Figure 71) est alors indispensable. Un moteur de ce type se différencie d’un moteur standard par un blindage pressurisé et des sorties spécifiques. Figure 70 Moteur inoxydable Moteur avec réducteur incorporé Quelques offreurs, habituellement fabricants de réducteurs, proposent dans leur catalogue des associations servomoteur réducteur telles que représentées Figure 72, ce qui peut faciliter le choix de la solution. Moteurs linéaires Figure 71 Servomoteur ATEX Les moteurs linéaires adoptent la forme représentée Figure 73. Le primaire est refroidi par eau ou par air et le secondaire est d’un seul bloc pour les déplacements de faible amplitude ou constitué d’éléments distincts. Refroidissement Figure 72 Ensemble servomoteur / réducteur La recherche des fabricants a porté tout particulièrement sur la réduction des pertes. En effet, le moteur étant par nécessité le plus proche possible de l’axe à commander, l’échauffement du moteur et les dilatations qui en découlent peuvent avoir un effet non négligeable sur la précision des asservissements. Le servomoteur synchrone présente l’avantage de ne pas développer de pertes au rotor et, pour faciliter le refroidissement du stator, la carcasse du moteur est en alliage léger, le plus généralement de couleur noire, ce qui permet un refroidissement optimum. Le refroidissement du moteur se fait par rayonnement, le réducteur et le bâti de la machine contribuant également à l’évacuation de calories. Figure 73 Moteur linéaire. 50 Cependant, à partir d’une certaine puissance, ce mode de refroidissement peut devenir insuffisant. Un refroidissement par liquide s’impose. De même, en raison des pertes liées à leur technologie, les servomoteurs synchrones et asynchrones linéaires sont fréquemment refroidis par liquide; il en est de même pour les servomoteurs asynchrones (Figure 74) que l’on Le présent document est la propriété des entreprises qui ont contribué à sa rédaction et du GIMELEC. Il est protégé par le droit d’auteur. Il ne peut être reproduit , modifié, diffusé, exploité sans l’autorisation écrite des propriétaires.
3- L’entraînement 3-8- L’offre moteur Raccords pour le liquide de refroidissement trouve sur des applications de haute puissance. Protection thermique des moteurs Figure 74 Servomoteur asynchrone refroidi par liquide Pour éviter d’être endommagés, les moteurs sont protégés thermiquement : soit par une ou plusieurs sondes de température disposées sur les bobinages (voir Figure 43), soit par une image thermique du moteur, générée dans le variateur, à partir de la valeur du courant et du cycle de fonctionnement. Ceci permet par anticipation des stratégies alternatives comme l’arrêt de la machine dans une position particulière. La même fonction peut être obtenue en disposant de sondes analogiques. La protection la plus efficace reste la sonde de température, car l’image thermique ne prend pas en compte la température ambiante. Récapitulatif des technologies disponibles Le tableau Figure 75 regroupe les moteurs possibles pour le contrôle du mouvement Moteur Variante Puissance ou couple nominaux usuels Vitesse maximale Performances Contraintes Durée de vie Position Vitesse Couple Dynamique Installation Entretien Courant continu Courant alternatif disque < 5 kW 3000 tr/mn bonne très bonne cloche < 200 W 6000 tr/mn bonne très bonne couple 20 N.m 3000 tr/mn bonne très bonne pas-à-pas 20 N.m dépendante de la charge très bonne moyenne moyenne très bonne très bonne très bonne très bonne synchrone 200 Nm 20000 tr/mn excellente excellente excellente très bonne non étanche balais moyenne (collecteur) non étanche balais moyenne (collecteur) non étanche balais moyenne (collecteur) moyenne bonne moyenne aucune aucun très élevée asynchrone 20 kW 6000 tr/mn excellent excellente bonne moyenne pertes au rotor couple synchrone couple asynchrone 22 000 N.m 500 tr/ mn excellente excellente excellente très bonne aucune aucun très élevée montage délicat 100 kW 11000 tr/mn excellent excellent bonne moyenne bb montage délicat, bb pertes au rotor aucun aucun aucun très élevée très élevée très élevée DC brushless 20 N.m 8000 tr/mn faible bonne bonne moyenne aucune aucun très élevée linéaire asynchrone linéaire synchrone 6000 N 600 m/mn excellente bonne bonne moyenne bb montage délicat, bb pertes au primaire et secondaire 9000 N 600 m/mn excellente excellente excellente très bonne bb montage délicat, bb pertes au primaire aucun aucun élevée élevée piézoélectrique rotatif piézoélectrique linéaire 5 W 50 tr/mn excellente excellente excellente très bonne 600 N 100 mm/s excellent excellente excellente très bonne aucune aucun faible aucune aucun faible Figure 75 Tableau récapitulatif de l’offre moteur Le présent document est la propriété des entreprises qui ont contribué à sa rédaction et du GIMELEC. Il est protégé par le droit d’auteur. Il ne peut être reproduit , modifié, diffusé, exploité sans l’autorisation écrite des propriétaires. 51
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Édition 2- 2012
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