Facteurs à prendre en compte pour le dimensionnement du servomoteur

Pour choisir le servomoteur adéquat, il est essentiel de tenir compte des caractéristiques mécaniques et dynamiques de la charge et de l’environnement de fonctionnement. Les principaux facteurs sont les suivants :

Couple

Le couple est l’un des facteurs importants pour le dimensionnement d’un servomoteur. Il détermine la capacité du moteur à générer la force nécessaire pour déplacer une charge. Pour dimensionner correctement le moteur, il est essentiel de calculer le couple maximal requis pendant le cycle de fonctionnement, y compris les démarrages, les butées et les opérations sous charge. Un moteur bien dimensionné fonctionne efficacement, il n’est pas surchargé et les défaillances prématurées sont évitées. Il est donc essentiel de choisir un servomoteur dont le couple est compatible avec les exigences de l’application, y compris une marge de sécurité pour gérer les pics de charge inattendus.

Vitesse

La vitesse est un autre facteur important dans le choix d’un servomoteur. Il définit la vitesse à laquelle le moteur peut fonctionner, ce qui influence directement le temps de cycle et la productivité de la machine. Lors du dimensionnement d’un servomoteur, il convient également de prendre en compte la vitesse maximale requise par l’application, y compris les variations au cours des différentes phases du cycle de travail. Avec une spécification de vitesse correcte, le moteur répondra aux exigences opérationnelles sans dépasser ses limites, ce qui pourrait entraîner une usure accélérée ou une défaillance.

Inertie

L’inertie de la charge affecte la capacité du système à accélérer et décélérer efficacement. Le rapport entre l’inertie du moteur et celle de la charge doit être optimisé pour garantir des réponses rapides et un contrôle précis.
Une différence importante entre ces inerties peut conduire à une commande inadéquate des mouvements, augmentant le risque de vibrations et d’instabilité. Il est donc essentiel de calculer l’inertie totale du système et de choisir un moteur à l’inertie compatible pour garantir des performances optimales.

Tension

La tension est un élément crucial à prendre en compte lors du choix des servomoteurs et de leurs servo-variateurs. Il détermine la compatibilité électrique entre le moteur et le réseau électrique ou l’alimentation électrique.
Le choix d’un servomoteur ayant la tension appropriée est fondamental pour éviter les surcharges électriques et garantir un fonctionnement efficace. Il est important que la tension du servomoteur corresponde au système de commande et à la source d’alimentation, afin de maximiser l’efficacité énergétique et de réduire le risque d’endommager le moteur.

Courant

Le courant joue un rôle essentiel dans le fonctionnement des servomoteurs, car il a un impact direct sur le couple et la puissance. Lors du choix d’un servomoteur, il est indispensable d’évaluer le courant maximal requis par le moteur en cours de fonctionnement.
Le choix d’un servo-variateur capable de fournir le courant nécessaire sans dépasser les limites est tout aussi crucial afin d’éviter la surchauffe du moteur et d’assurer un fonctionnement sûr et fiable. Le courant approprié permet une performance optimale du moteur et fournit le couple requis pour l’application.

Température

La gestion de la température est une considération mécanique et électrique importante lors de la sélection des servomoteurs. Les moteurs génèrent de la chaleur pendant leur fonctionnement, et la capacité à dissiper cette chaleur affecte l’efficacité et la durée de vie du moteur.
Le choix d’un servomoteur et d’un servo-variateur présentant de bonnes caractéristiques thermiques permettra de maintenir la température dans des limites sûres. Cela signifie que l’environnement de fonctionnement, la ventilation ou le refroidissement disponibles, ainsi que l’efficience thermique du moteur et du pilote doivent également être pris en compte afin d’éviter toute surchauffe et de garantir des performances stables.

Puissance

La puissance du servomoteur est déterminée par la combinaison de la tension et du courant et constitue un indicateur de la capacité du moteur à effectuer un travail.
Lors de la sélection d’un servomoteur, il est essentiel de choisir un moteur dont la puissance est adaptée à l’application ; il sera alors en mesure d’effectuer les tâches requises sans dépasser sa capacité. La sélection d’un servo-variateur compatible, capable de fournir la puissance nécessaire au moteur sans inefficacité, est tout aussi fondamentale pour optimiser les performances du système ainsi que l’efficacité énergétique.

Servo-variateur et réseau de communication

Le servo-variateur et le réseau de communication déterminent également l’efficacité d’un servomoteur. Le contrôleur doit être capable de traduire les ordres de commande en actions précises du moteur, tandis que le réseau de communication doit pouvoir assurer un transfert rapide et fiable des données entre le moteur, le contrôleur et le système de commande (API).
La compatibilité entre ces composants est cruciale pour la conception d’un système de commande de mouvement cohésif capable de répondre efficacement aux demandes opérationnelles, offrant ainsi précision, efficacité et flexibilité dans le domaine de l’automatisation industrielle.

Bonnes pratiques pour le dimensionnement et la sélection des servomoteurs

Lors du dimensionnement et de la sélection des servomoteurs, il est conseillé de suivre un ensemble de bonnes pratiques afin d’obtenir le choix le plus efficace et le plus performant pour les besoins de votre application spécifique. Voici les pratiques recommandées :

• Vérifier la tension disponible :
  Assurez-vous que le servomoteur est compatible avec la tension d’alimentation de votre installation.
• Définir le profil de mouvement :
  Analyser les exigences en matière de vitesse tout au long du cycle de fonctionnement, y compris les phases d’accélération et de décélération.
• Calculer le couple requis :
  Déterminer le couple nécessaire sur la base de l’inertie du mécanisme, des frottements et des forces extérieures.
• Évaluer le rapport d’inertie :
  Évaluer le rapport d’inertie idéal entre la charge et le rotor du moteur afin d’améliorer le contrôle et la réponse du système.
• Sélection préliminaire du servomoteur :
  Après avoir défini les critères clés, sélectionnez un moteur qui répond aux exigences en matière de tension d’alimentation, de vitesse nominale, de couple continu et de pointe, et d’inertie.
• Déterminer à l’aide d’une boîte de vitesses :
  Si l’application nécessite une réduction de la vitesse, une augmentation du couple et une amélioration du rapport d’inertie, il faut envisager d’ajouter des roues dentées (réducteurs) au système.
• Dernière sélection de servomoteur :
  Affinez votre choix en ajustant le rapport de réduction, le couple requis et le rapport d’inertie pour trouver le moteur le plus adapté.
• Dimensionnement complet avec un servo-variateur :
  Choisissez un servo-variateur avec une tension d’entrée correcte et un courant de sortie suffisant, ainsi qu’une interface de commande adaptée.

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Récapitulatif

Le choix du bon servomoteur commence par une compréhension approfondie de la charge, du couple, de la vitesse et des exigences environnementales de votre application. En examinant attentivement ces facteurs et en respectant les meilleures pratiques en matière de dimensionnement et de sélection, vous pouvez obtenir un servomoteur qui offre un contrôle des mouvements précis, efficace et fiable, adapté aux besoins de votre système.