Moteurs à entraînement direct : offrant fiabilité, précision et performances

Les moteurs à entraînement direct ont une longue histoire en tant que technologie qui a continuellement évolué et amélioré au fil de plusieurs décennies. Malgré l'impression qu'il a atteint ses limites, des innovateurs tels qu'ETEL évoluent et améliorent continuellement les performances et l'efficacité de leurs produits à entraînement direct.

Dans cet article, nous présenterons la technologie derrière les moteurs à entraînement direct, explorerons leurs avantages et discuterons d'exemples d'applications.

Les moteurs à entraînement direct, qu'il s'agisse de moteurs à couple linéaires ou rotatifs, couplent directement la charge utile à la source de mouvement. Cela élimine le besoin d'éléments de transmission mécaniques tels que des boîtes de vitesses, des courroies de distribution, des réducteurs de vitesse et des entraînements à vis sans fin. En conséquence, la conception des machines peut être simplifiée et des solutions plus compactes peuvent être obtenues.

Les moteurs couple et les moteurs linéaires appartiennent à une catégorie distincte de moteurs synchrones à aimants permanents sans balais. Les moteurs linéaires sont un ensemble enroulé qui se déplace le long d’une piste droite d’aimants permanents. En exploitant l'induction électromagnétique entre un ensemble bobine (partie primaire) et un ensemble aimant permanent (partie secondaire), les moteurs linéaires convertissent efficacement l'énergie électrique en énergie mécanique linéaire. Ces moteurs sont conçus pour générer une force substantielle à basse vitesse ou même dans des conditions stationnaires.

Un moteur couple peut être considéré comme un servomoteur traditionnel comportant de nombreux pôles qui ressemble à un moteur linéaire dans une configuration rotative ou. Le nombre important de pôles des moteurs couple conventionnels leur permet d'atteindre des niveaux de couple élevés à des vitesses modérées, même sans aucun mouvement. De plus, leur conception compacte est un attribut attrayant, comprenant une fine pile de stratification et un arbre ou alésage creux de grande taille.

Les moteurs linéaires et les moteurs couple entrent dans la catégorie des moteurs « sans cadre ». Cela signifie que ces moteurs n'intègrent pas de boîtier, de roulements ou de dispositif de rétroaction. Les constructeurs de machines ont la possibilité de sélectionner et d'optimiser ces composants en fonction des performances requises ou de les acquérir dans le cadre d'une unité pré-assemblée.

Contrairement aux moteurs rotatifs à balais, les moteurs à entraînement direct n'ont aucun contact entre le rotor et le stator. Cette absence d'usure mécanique améliore significativement la fiabilité. Le nombre réduit de pièces mécaniques minimise les besoins de maintenance et réduit le coût global du système.

Les moteurs à entraînement direct offrent plusieurs avantages importants par rapport aux solutions concurrentes. Premièrement, ils sont plus fiables, connaissent moins de problèmes et moins de temps d’arrêt par rapport aux alternatives qui reposent sur des boîtes de vitesses ou des entraînements par courroie, qui nécessitent souvent une lubrification et un entretien importants.

Un autre avantage est l'absence de jeu ou de décalage d'inertie. Dans les systèmes à plusieurs engrenages, il y a souvent une légère déconnexion ou un léger décalage entre les pièces interconnectées en raison des espaces minuscules entre les engrenages. Cela peut entraîner une perte de précision au moment où le mouvement est transmis d'un bout à l'autre. Les moteurs à entraînement direct évitent ce problème, améliorant ainsi la précision et la répétabilité du mouvement du moteur.

La fiabilité supérieure, les temps d'arrêt réduits, la maintenance simplifiée et la précision améliorée font des moteurs à entraînement direct un choix attrayant pour les ingénieurs recherchant des performances et une efficacité optimales dans la conception de leurs machines.

L'intégration d'un moteur à entraînement direct peut nécessiter des efforts supplémentaires au cours de la phase initiale pour ceux qui ne l'utilisent pas, car un positionnement précis du moteur et un alignement précis des différents composants sont nécessaires. De plus, des précautions doivent être prises en raison de la présence d’aimants permanents puissants dans le moteur.

Cependant, le temps de configuration et d'intégration est systématiquement réduit à mesure que le processus devient plus reproductible grâce à l'expérience acquise par le personnel du client. Les fournisseurs de moteurs à entraînement direct proposent généralement une formation et des niveaux élevés d'assistance pour guider leurs clients tout au long du processus d'installation.

Les moteurs à entraînement direct sont souvent refroidis par eau, un liquide circulant sur sa surface extérieure pour dissiper la chaleur. ETEL a développé ce qu'elle a surnommé un manchon « Close Cooling » qui simplifie l'installation en servant de boîtier pour l'eau, étant prééquipé sur le moteur avec juste une entrée et une sortie pour le débit de liquide. Cela élimine le besoin pour les clients de construire leur propre boîtier de refroidissement.