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La demande de moteurs à longue durée de vie augmente dans tous les secteurs industriels. Si un moteur à courant continu à commutation mécanique atteint ses limites, il est temps de passer de l’application aux moteurs à courant continu sans balai. Il y a seulement un an, le fabricant et distributeur de commandes et de commandes électriques compactes et hautement intégrées koco Mouvement Moteurs CC sans balais ajoutés à son portefeuille. Aujourd'hui, il en propose déjà un spectre de produit, ce qui ne laisse presque rien à désirer.


Moteurs à courant continu à conduire iPad drone contrôlé

"Les moteurs CC sans balais existent depuis la fin des années 70, à cette époque principalement installés dans des ventilateurs. Avec la miniaturisation des composants électroniques, ceux-ci gagnent progressivement du terrain dans de nombreuses autres applications. Aujourd'hui, ils sont utilisés en grande quantité partout où une longue durée de vie est nécessaire ", déclare Gerhard Kocherscheidt, directeur général de Koco Motion GmbH à Dauchingen. "Nous les avons présentés l'année dernière parce que le marché réclame de plus en plus une longue durée de vie et ne nécessite aucune maintenance pour ce type de transmission", a déclaré Kocherscheidt.

Kocomotion01142La désignation des moteurs CC sans balai est polyvalente: moteur CC sans balais, moteur court BLDC ou BL ainsi que moteur à commutation électronique, moteur EC court. Dans les moteurs à courant continu sans balai, les contacts mécaniques de la commutation, c’est-à-dire les balais, sont remplacés par un système électronique sans contact. Cela élimine certains inconvénients et augmente considérablement la fiabilité et la durée de vie du moteur, qui dépendent maintenant principalement de la durée de vie du roulement d'arbre. En outre, ces moteurs désormais sans entretien ne sont pas gênés s’ils sont surchargés par des vitesses plus élevées et des pics de couple à court terme. Ils offrent d'excellentes propriétés de contrôle de la vitesse et ne développent que de petits signaux d'interférence. En outre, ils conviennent à une utilisation dans des environnements difficiles. Les moteurs à courant continu sans balai ont des versions avec noyau laminé rainuré ou sans encoche. Ces derniers sont exempts de fer et offrent de nombreux avantages par rapport aux moteurs à fer à repasser, qui sont payés à un prix légèrement supérieur: il n’ya pas de couple de cogging ni de perte de fer. Le rotor a une inertie plus basse, fonctionne moins bruyamment, vibre moins et peut être mieux positionné.

Structure et mode d'action

Dans le cas des moteurs à courant continu sans balai, la force exercée sur les conducteurs conducteurs de courant, c’est-à-dire la commutation, ne se fait plus mécaniquement par les balais, mais électroniquement. Les éléments actifs sont disposés de manière opposée comme dans le moteur à balais: les aimants permanents sont reliés de manière fixe au rotor tandis que les enroulements sont logés dans le stator. Lorsqu'un courant électrique circule dans les enroulements, un champ magnétique est formé dans le stator, qui attire les aimants permanents dans le rotor en fonction de la polarité. Cela crée un effet de force qui génère un couple sur le rotor excité en permanence. Une fois le rotor aligné en fonction du champ magnétique généré dans le stator, la rotation prend fin. Pour éviter cela, le courant dans les enroulements doit être commuté par un circuit électrique afin que le champ magnétique généré continue à tourner. Les systèmes triphasés sont couramment utilisés dans les moteurs EC.

Commutation du moteur EC

Kocomotion01144Les moteurs EC offrent la possibilité d'effectuer la commutation électronique en fonction de la position et de la vitesse du rotor, ainsi que du couple. Il existe plusieurs façons de capturer la position et la vitesse du rotor:

En commutation sans capteur, la position du rotor est détectée via la tension inverse induite dans les bobines du stator. Le rotor démarre dans n'importe quelle direction, l'électronique détectant si le passage à niveau est correct. Si tel est le cas, il sera encore accéléré. Si le moteur tourne dans le mauvais sens, le sens de rotation est corrigé puis accéléré. Ce type de commutation est très bien adapté aux coureurs d'endurance à haute vitesse, tels que ceux que l'on trouve dans les ventilateurs ou les entraînements d'hélices dans les modèles d'hélicoptères.

En commutation contrôlée par capteur, trois capteurs Hall décalés par 120 détectent la position du rotor en fournissant des signaux de commutation correspondants. Selon cette information de position, les enroulements sont contrôlés par des entraînements de puissance appropriés de l'électronique de commande, qui génèrent un couple dans le rotor. La commutation commandée par capteur fonctionne également à très basse vitesse ou à l’arrêt: lors de cette commutation en trois phases ou plus, toutes les phases ne sont pas alimentées simultanément. Au moins une phase reste hors tension à tout moment. Avec ce principe, des entraînements hautement dynamiques peuvent être réalisés et la vitesse contrôlée. Le positionnement n'est possible qu'avec la résolution grossière des capteurs à effet Hall. La commutation contrôlée par capteur, par exemple, est prédestinée pour une utilisation dans de petites pompes, des scanners ou des entraînements à hélice.

Un autre principe est la commutation via des capteurs à effet Hall et des codeurs à haute résolution: cette version nécessite un contrôle plus complexe avec un régulateur de position. Grâce à cela, il peut être positionné de manière très précise en fonction de la résolution du codeur et réglé de manière aussi dynamique que sur un servo variateur. Des applications pour ce type de commutation très complexe peuvent être trouvées, par exemple, en tant qu'entraînements de positionnement dans des microscopes et des dispositifs médicaux, ainsi que dans des lecteurs de cartes.

Pour les applications exigeantes, le contrôle vectoriel offre. Contrairement au fonctionnement sur le réseau triphasé, la position du rotor ne s'adapte pas passivement à la tension et au couple, mais les tensions de toutes les phases s'adaptent activement à la position du rotor et au couple souhaité. À cette fin, toutes les phases sont alimentées par une tension sinusoïdale et alimentées simultanément.

Parfaitement heureux portefeuille

Au cours des derniers mois, KOCO MOTION a progressivement élargi la gamme de moteurs à courant continu sans balai et propose désormais des moteurs à courant continu à commutation électronique avec un stator sans encoche et des moteurs BLDC imprégnés de fer. Les partenaires avec lesquels les spécialistes en entraînement de Dauchinger travaillent de concert témoignent de la polyvalence de ce portefeuille: "Nous avons des contrats exclusifs avec des entreprises certifiées telles que Constar, Hengdrive, Dinko et Yunkong, ainsi qu’une coopération avec Leadshine. Notre gamme de produits actuelle toutes les applications ", déclare le directeur général.

Moteurs CC sans fer

Kocomotion01143"L'un de nos derniers produits est un système d'asservissement miniature, constitué d'un servomoteur sans balais effilé avec codeur et réducteur planétaire", a déclaré le PDG, se référant à l'innovation introduite pour la première fois lors de la récente campagne SPS IPC Drives. Le servomoteur miniature ne mesure que 12 en diamètre et atteint une puissance continue de 1,1 W. Le codeur comporte des lignes 256, des canaux 2 et un indice zéro. L'engrenage planétaire est conçu pour un couple continu admissible allant jusqu'à 0,2 Nm. Le nouveau système d'entraînement est déjà utilisé dans des dispositifs médicaux tels que le collimateur à feuilles multiples - un dispositif relié à un accélérateur linéaire en radiothérapie afin d'adapter le faisceau de traitement à la forme de l'objet à traiter.

Le portefeuille du partenaire de fabrication Constar, développeur et fabricant de moteurs à piston à courant continu, de moteurs à courant continu sans balai et de moteurs à courant continu sur mesure, compte onze séries, du 10 mW d’un diamètre de 4 mm au 100 W d’un diamètre de 75 mm. Les vitesses de ralenti sont de 4000 à 50.000 min-1, Les moteurs BLDC sans fer ou sans fente sont disponibles avec commutation mécanique et électronique. Les moteurs sans balai avec stator sans fente sont généralement en phase 3. Ils sont disponibles avec et sans capteurs à effet Hall. Dans la version sans capteurs à effet Hall, on utilise la force électromagnétique (FEM) pour la détection de la vitesse. Dotés de capteurs et / ou de codeurs à effet Hall, ils conviennent aux applications nécessitant l'inversion de la vitesse et du sens de la direction, ainsi que le positionnement.

Sauf dans les dispositifs médicaux, de tels moteurs à courant continu sans balai sont utilisés dans la fabrication d’instruments, d’outils électriques, de petits appareils ménagers, ainsi que de modèles d’avions et de navires.

Moteurs à courant continu teintés de fer

Le programme de moteurs BLDC d'ancrage ferreux provient exclusivement du fabricant chinois Hengdrive. Il comprend dix modèles dans la gamme de diamètres 16 à 68 mm avec des longueurs allant de 18 à 72 mm. Les tensions nominales de 6 à 48 V et 220 V AC permettent des sorties de puissance de 0,5 à 67 W. Equipé d'une électronique intégrée pour la régulation de vitesse en continu de 0 à 100% via PWM (Modulation de largeur d'impulsion) ou via le signal de l'encodeur Moteurs BLDC réversibles. De plus, les moteurs phasés, pour la plupart 3, ont une fonction de freinage rapide et offrent un rendement élevé. Grâce à leur construction simple, les moteurs Hengdrive sont proposés à des prix très raisonnables. En outre, ils offrent une longue durée de vie dépassant les heures de fonctionnement 10.000 et offrent une compatibilité électromagnétique (CEM) sans interférences électromagnétiques. Ils travaillent simplement dans le sens inverse et produisent très peu de bruit et de vibrations. Les moteurs BLDC Dinko infusés de fer complètent le programme. Avec des dimensions de bride de 42 à 130 mm, ils offrent des performances de 20 à 500 W et sont tous équipés d'un capteur à effet Hall et de roulements à billes.

Les options d'application des moteurs BLDC à ancrage en fonte sont incroyablement polyvalentes: par exemple, elles conviennent aux petites tâches de commande dans les équipements ménagers, médicaux et de soins personnels. La liste peut être poursuivie de nombreuses manières avec des applications dans les domaines de l'automobile, de la bureautique, de l'instrumentation, des pompes, des ventilateurs ou des systèmes de sécurité et de surveillance ainsi que de la technologie informatique.
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