11 Juin 2014  |  Entraînements et transmissions
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 04/2014

Des entraînements intégrant des moteurs intelligents

Les systèmes modulaires autorisent une adaptation individuelle la plus fine possible de l’entraînement à l’application. ebm-papst équipe maintenant ses moteurs ECI-63 d’une électronique de régulation intégrée pour offrir aux utilisateurs une solution véritablement universelle.

En dehors des modules de transmission, freinage, encodeurs, etc., on dispose à présent de modules-moteurs à électronique de régulation entièrement intégrée. Les moteurs compacts sont, selon la puissance souhaitée, disponibles avec des variantes de moteurs d’une longueur de stator de 20, 40 et 60 mm. Ils délivrent, selon l’exécution, entre 150 et 400 W sur l’arbre de sortie, avec un rendement de 90 % environ. L’électronique intégrée K4 offre une commutation sinusoïdale qui permet, avec la régulation du champ jusqu’à un régime 0, de même qu’un régulateur de vitesse et de couple, de pleinement utiliser le potentiel du moteur.
 
Aperçu du principe.
 
Une électronique de régulation intégrée
Une efficacité élevée n’est possible que par une adaptation maximale de tous les composants. Ceci s’applique, en particulier, au choix et à l’exécution corrects des entraînements. Toutefois, les coûts de développement ne devrait pas être trop importants et le développement ne pas prendre trop de temps. C’est ici que se distinguent les entraînements basés sur un vaste système modulaire. La palette des possibilités s’élargit alors dans la classe des entraînements d’un diamètre de 63 mm, à un moteur à électronique de régulation intégrée. De cette façon, en dehors de la mécanique, la régulation peut être adaptée individuellement et simplement aux conditions locales, grâce à des interfaces.
Qu’il s’agisse d’installations comportant de nombreux entraînements ou d’instruments de mesure spéciaux aux exigences de régulation élevées, une technique moderne permettant une adaptation individuelle la plus fine possible est également conseillée pour l’entraînement. Afin d’offrir aux utilisateurs, dans ce domaine, une solution véritablement universelle, ebm-papst équipe à présent ses moteurs ECI 63 d’une électronique de régulation intégrée. Le système modulaire est complété par l’exécution dite K4 à équipement de base élargi, permettant d’utiliser l’entraînement de façon particulièrement flexible.
 
Le moteur à rotor intérieur à commutation électrique ECI 63 combiné à la commande intégrée K4.
 
Les avantages de la modularité
L’individualité est un atout, mais en comparaison, il coûte cher par rapport à la série. Une fabrication en masse est nettement plus avantageuse, mais elle perd en efficacité par manque d’adaptabilité. Avec une solution modulaire, l’utilisateur bénéficie, d’une part, d’une fabrication en masse avantageuse des différents modules. Il peut, d’autre part, accéder à un entraînement conçu individuellement selon ses spécifications. La famille ECI franchit un nouveau pas vers l’individualisation pour les moteurs de 63 mm. En dehors des modules de transmission, freinage, encodeurs, etc., on dispose actuellement de modules-moteurs à électronique de régulation entièrement intégrée. Les moteurs compacts sont, selon la puissance souhaitée, disponibles avec des variantes de stator d’une longueur de 20, 40 et 60 mm. Ils délivrent, selon l’exécution, entre 150 et 400 W sur l’arbre de sortie avec un rendement de 90 % environ.
 
Le moteur ECI 63 équipé d’une technique de transmission ultramoderne. Les combinaisons moteur-réducteur sont optimisées en fonction de leur application. D’autres transmissions du marché peuvent être combinées avec l’ECI 63.xx mK4.
 
Une commutation sinusoïdale jusqu’à la vitesse 0
L’électronique de régulation K 4 intégrée offre une commutation sinusoïdale permettant de pleinement utiliser le potentiel du moteur, avec une régulation de champ jusqu’à la vitesse 0, de même qu’un régulateur de vitesse et de couple. Par ailleurs, on évite les bruits de commutation grâce à l’accroissement doux du courant suivant la courbe sinusoïdale. Le moteur tourne très silencieusement, avec de faibles vibrations, grâce également aux roulements à billes sans entretien. Plusieurs interfaces numériques et analogiques veillent à la commutation externe. L’électronique peut aussi être ultérieurement paramétrée grâce à un port RS485. On peut ainsi l’adapter aux différentes exigences du client final. L’interface «Kickstart» facilite le réglage des paramètres, de même que le choix du mode d’exploitation (mode vitesse, positionnement ou couple). Elle permet une adaptation rapide à l’application correspondante. Des fonctions de protection intégrées dans l’électronique permettent de pleinement utiliser la puissance de l’entraînement sans que ni la longévité, ni la fiabilité n’en souffrent.
Le moteur EC dynamique à électronique de régulation intégrée peut être simplement combiné aux transmissions à engrenages planétaires et à couronnes (angulaires) d’ebm-papst, contribuant ainsi à la conception modulaire. Ces transmissions couvrent une vaste plage de démultiplication, de 6,7 à 33,3:1. Pour les transmissions angulaires, elle va de 3,2 à 30:1 dans les exécutions à engrenages planétaires.
L’entraînement compact sur mesure convient pour toutes les applications industrielles, en particulier pour l’automatisation, les techniques médicales, l’intralogistique, l’emballage, les commandes d’accès, ainsi que les applications à entraînements sur batteries. Grâce à la limitation ajustable du couple, les entraînements d’enroulement et de bobinage ne posent aucun problème pour l’industrie textile et la technique de laboratoire, dont les exigences de précision sont élevées.
 
Paramétrage et régulation conviviaux par le logiciel intelligent «Kickstart».
 
Une commutation sinusoïdale de haute précision et silencieuse
La régulation à modulation de durée d’impulsions souvent utilisée sur les grands moteurs conduit, sur les plus petits entraînements, à des imprécisions et à des variations de vitesse, en particulier à bas régime. La raison en est la faible inertie du rotor. Si, à la place de cette commande, on passe à un signal sinusoïdal avec trois ondes sinusoïdales analogiques, la régularité de fonctionnement est garantie, y compris à petit régime et à faible inertie. Le rotor peut suivre la courbe sinusoïdale continue du courant, sans couple d’accélération ni de freinage.
La commutation classique par blocs ou impulsions conduit d’autre part à des forces radiales et tangentielles. Il se constitue alors, en particulier dans le cas d’une courbe de courant rectangulaire, des forces localement rectangulaires pouvant conduire, sur le stator, à des stimulations vibratoires brutales. Les bruits ainsi obtenus, souvent désignés par bruits de commutation, ne doivent pas être sous-estimés. Seule une électronique de commande, telle que la K4 à courants sinusoïdaux, permet d’y remédier. La commande sinusoïdale réduit ou élimine largement la part de la commutation dans le bruit de fonctionnement. Elle veille à un fonctionnement doux, sans vibrations, de la vitesse 0 sur la totalité de la plage de vitesse.
 
Applications des moteurs intégrée ECI 63-K4 d’ebm-papst.
 
ebm-papst AG
Rütisbergstrasse 1
8156 Oberhasli
Tél: 044 732 20 70
www.ebmpapst.ch


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