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EMO salle 7 support C34

La série RKI à entraînement direct rotatif hautes performances de Idam offre des fonctionnalités auparavant inaccessibles. Une augmentation de la vitesse supérieure à 400% et un couple supérieur d'environ 30% rendent la série extrêmement attrayante pour une utilisation dans les machines-outils. Mais les options de réduction des effectifs sont également convaincantes: avec la même puissance, les tailles de moteur peuvent être ajustées et les coûts pour le convertisseur et le moteur peuvent être réduits. En combinaison avec génération de roulement à billes à contact oblique Les moteurs couples ZKLDF..B RKI dans le monde représentent les performances maximales à venir pour les roulements de table rotative.



Les entraînements directs ont évolué au cours des dernières années 20, du moteur spécial pour applications uniques au produit en série. La technologie a été optimisée pas à pas et les moteurs disponibles dans le commerce ont atteint un niveau technique difficile à améliorer dans les grands lancers. La densité de force ou de moment obtenue est maintenant suffisante pour la plupart des applications. La seule limite notable est la limitation de vitesse due aux pertes par courants de Foucault dans le moteur. Lorsqu'un aimant passe une bobine ou qu'un courant la traverse, le champ magnétique génère un courant qui en neutralise la cause. Concrètement, cela signifie que les pièces en fer du moteur se réchauffent. Ceci est comparable au frein à courants de Foucault d'un tram. L'énergie cinétique est convertie en chaleur. Le moteur est de ce fait également chargé thermiquement. Les valeurs de base approximatives sont 150 Hz pour les moteurs conventionnels et 300 à 700 Hz pour les systèmes à grande vitesse, calculés à l'aide du nombre de tours par seconde (n) et du nombre de paires de pôles (2p) du moteur (f = n * 2p).

Construction des entraînements directs

Idam2En regardant un moteur standard RI et en le comparant à la série RKI, on remarque que les aimants de surface encore utilisés dans la version standard ont disparu du rotor. Le nouveau rotor RKI consiste en un boîtier en acier laminé dans lequel de nombreux aimants sont intégrés. Ceci est également appelé un système magnétique. Cela regroupe le flux magnétique (B) et produit environ 30% de "B" de plus que des aimants de surface comparables. La formule qui calcule la force générée dans un moteur indique que le 30% de flux magnétique supplémentaire (B) est directement proportionnel à la force générée. On peut supposer la même intensité de courant (I) et la même longueur de bobine (L).

=> F = B * I * l

Il s'avère que ce n'est qu'en remplaçant le rotor jusqu'à 30% qu'un couple supplémentaire peut être généré par un moteur (stator + rotor). Ce couple supplémentaire a à son tour une influence sur la tension inverse et donc sur l'adaptation de la vitesse du système dans son ensemble.

Lorsqu'un aimant passe devant une bobine, le champ magnétique induit une tension dans la bobine. La quantité de cette tension dépend de la vitesse de l'aimant. Plus la vitesse relative entre les deux est élevée, c'est-à-dire que plus le champ change rapidement, plus la tension induite devient importante. Le problème avec cet effet est qu’avec des tensions inverses élevées, il n’est plus possible d’imprimer un courant dans le moteur. Dans ce cas, il s’agit généralement de fortes vibrations avant que l’axe ne sorte du schéma.

Le moment auquel cet effet prend effet dépend en grande partie de deux valeurs: la tension de circuit intermédiaire du convertisseur et la constante inductance / tension négative du moteur. La tension du circuit intermédiaire dépend généralement de 540 à 600 V en Europe et du fabricant de l’onduleur. Cela signifie que le seul moyen de changer la vitesse d'un moteur est de l'enrouler. En traitant un fil plus résistant, l'inductance du moteur diminue. Dans la mesure où l'inductance diminue, l'intensité du moteur requise augmente (la moitié de l'inductance correspond à environ deux fois le courant).

Essais: forces du moment, de la dernière pulsation et de l'engrenage

idam3Chaque système est conçu pour des densités de courant spécifiques dans le bobinage. Pour continuer à garantir le principe de fonctionnement, par exemple, 1 A n'est pas envoyé via 50 tours xNUMX mm², mais 1 A est envoyé via 2 tours 25 mm². Ainsi, la densité de courant dans le moteur reste la même.

En comparaison directe, on voit un standard RI avec un enroulement WL, un RKI avec le même enroulement et un RKI avec un enroulement à fort courant Zx. Ici, il est clairement reconnaissable, car avec le même enroulement WL, la vitesse dans la variante RKI est rétablie. La série RKI fournit plus de couple et beaucoup plus de vitesse. Avec l'adaptation de l'enroulement, la puissance mécanique peut être multipliée par cinq. En considérant uniquement l'efficacité et donc la perte de chaleur à un moment donné, vous pouvez voir une autre amélioration significative. La comparaison directe est possible à l'aide de la constante du moteur. La constante de moteur Km (unité en Nm / √W) indique la quantité de chaleur générée à un moment donné.

Puissance dissipée en W: Pv = (M / Km) ²

c'est-à-dire qu'à demi kilomètre constant, il y a une perte de quatre fois. Une comparaison directe des séries RI et RKI montre que jusqu’à 60% de la perte de puissance peut être économisé à la même sortie de couple. Il y a moins de chaleur. En conséquence, moins de refroidissement est requis, ce qui est un avantage qui se reflète directement dans les coûts d'exploitation.

Applications dans la machine-outil

Tous ces avantages rendent la série RKI idéale pour une utilisation dans les applications d'axes rotatifs à rotation lente et rapide et de broches hautes performances. L'augmentation des performances permet de réduire ou de mettre à niveau l'application sans modifier fondamentalement la conception. Les avantages de la série de moteurs RKI dans la machine-outil, en particulier pour les axes rotatifs à rotation lente et rapide, sont convaincants en un coup d'œil:

* Moment: augmentation + 30%
* RPM: augmentation + 400%
* mécanique: augmentation + 400%
* Total Cost of Ownersphip: réduction des coûts jusqu'à 60%
* Espace d'installation: diamètre extérieur identique
* Coûts: idem pour la même performance.

Grâce à la combinaison de la transmission directe RKI et du roulement à billes à contact oblique axial Schaeffler ZKLDF..B, les fabricants de machines-outils et leurs sous-systèmes ont la possibilité de construire le plus puissant axe rotatif au monde.

Vue de cinq ans

Marko Pfeiffer, responsable des ventes chez INA Drives & Mechatronics GmbH & Co. oHG, donne un aperçu des possibilités de développement de la série de moteurs RKI pour les prochaines années 4 à 6:

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