Choix de votre moteur

Lors du choix d’un moteur électrique, plusieurs éléments doivent être pris en compte pour s’assurer que vous obtenez la solution d’entraînement parfaite pour votre produit.

Le guide ci-dessous couvre les aspects de la conception des moteurs tels que le couple, le cycle de fonctionnement, les limites thermiques et le rendement. Nous espérons vous fournir un point de référence pour le choix de votre moteur.

Si vous avez besoin de conseils supplémentaires, n’hésitez pas à contacter notre équipe de vente, ci-dessous, qui se fera un plaisir de vous aider.

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Puissance requise

La puissance requise est l’un des facteurs les plus importants lors de la spécification d’un motoréducteur. Il s’agit de la puissance mécanique requise par l’application, mesurée en watts ou en chevaux. La puissance est déterminée par la vitesse et le couple nécessaires à l’application et n’est pas toujours facile à déterminer pour le client dans le cas d’applications complexes. La mesure ou le calcul des exigences de l’application est la première étape critique de la sélection du moteur et du réducteur et de l’optimisation du produit du client.

Puissance (Watts) = Couple x Tr/min x 0.104721 Cheval-vapeur électrique (HpE) = 746,000 W
Couple = Puissance (Watts) / (Tr/min x 0.10472)1 Cheval-vapeur métrique (HpM) = 735,499 W
Tr/min = Puissance (Watts) / (Couple x 0,10472)1 Cheval-vapeur mécanique (Hpl) = 745,670 W
Celsius en Fahrenheit : °F = (9/5) × °C + 32Fahrenheit en Celsius C = 5/9(F – 32)

Couple

Le couple est la force multipliée par la distance, les unités courantes étant Nm, lb-ft et oz-in (tableau de conversion affiché).

Une fois le couple requis défini, il est également essentiel de comprendre la vitesse requise. La vitesse est définie en rad/s – les équations ci-dessous s’en chargent et utilisent l’unité plus courante RPM.

La puissance mécanique calculée donne une bonne indication de la taille du motoréducteur nécessaire, mais ce n’est qu’une indication car les mêmes watts de sortie du moteur peuvent être obtenus dans des configurations « faible vitesse avec couple élevé » ou « vitesse élevée avec couple faible ».

Unité donnée ncm gcm lb-in lb-ft oz-in
Nm 1 10.973 8.85 0.738 141.6
gcm 981×10-6 1 8.68×10-3 72×10-6 13.89×10-3
lb-in 0.113 1152.13 1 0.0833 16
lb-ft 1.356 13.825×103 12 1 192
oz-in 7.062×10-3 72.007 0.0625 5.21×10-3 1

Courbes Couple-Vitesse

Les courbes couple-vitesse affichent les informations fournies par le fabricant du moteur-réducteur sur les performances du produit et sont un outil important lors du choix d’un moteur électrique. Elles montrent les détails des performances du moteur ou du moteur et du réducteur, avec le couple délivré à toutes les vitesses, généralement jusqu’à un proche arrêt.

Avec ces courbes couple-vitesse simples pour moteurs-réducteurs, et le couple et la vitesse déterminés pour l’application, il est possible de vérifier si le moteur-réducteur sélectionné peut entraîner l’application à toutes les vitesses requises et combien de couple est encore disponible pour l’application si nécessaire.

Avec ce graphique, il est également possible de déterminer les besoins en courant (ampères) pour l’application, ce qui aide à sélectionner le contrôle de l’entraînement et la protection du moteur (comme indiqué). Parvalux publie généralement les données des moteurs-réducteurs sous forme de tableau en raison du grand nombre de combinaisons et de variantes possibles, mais les courbes couple-vitesse sont produites en interne sur une sélection de dynamomètres.

Exemple : Le graphique montré est pour un moteur DC PM63 avec un réducteur à vis sans fin GB9. Il peut être déterminé que si l’application nécessite 30Nm, la vitesse de sortie du réducteur serait de 37 Tr/min et nécessiterait 11Ampères. Si la charge augmente à 50Nm, la vitesse diminuerait à 33 Tr/min et nécessiterait 17Ampères

Limites thermiques du réducteur

Type de réducteurPuissance thermique (Watts)
CompositeBronze
S2025
M3845
MB, MF4048
L, LH LB, LF, LHB, LS, LSH6072
G, GH100–
SS2530
MM4547
MBM4758
SIW2838
MIW5065

Les limites thermiques des réducteurs sont un facteur limitant lorsqu’on utilise des moteurs-réducteurs au-delà du cycle de service continu normal S1.

Ce cycle de service continu est probablement celui affiché dans le graphique Couple-Vitesse, mais Parvalux possède de nombreuses années d’expérience dans l’optimisation des applications et dispose de données complètes sur nos réducteurs pour une utilisation intermittente.

Les limites de capacité thermique approximatives des réducteurs Parvalux peuvent être calculées pour les cycles de service continu et intermittent en utilisant les informations ci-dessous :

Cycle de service continu (S1)

La capacité thermique du réducteur peut être calculée à l’aide de la formule suivante :

Capacité thermique approximative (W) = ((RPM final x Couple (Nm)) / 9,55) x ((1/n) – 1)

n = efficacité du réducteur (disponible sur demande)

Cycle de service intermittent

Pour un cycle de service intermittent, la capacité thermique du réducteur (voir tableau) est augmentée en multipliant la capacité thermique appropriée du réducteur par le facteur x :

x = √(100% / % du cycle de service)

S1Cycle de Fonctionnement ContinuLe moteur fonctionne sous une charge constante pendant une durée suffisamment longue pour atteindre l’équilibre thermique.
S2Cycle de Fonctionnement à Court TermeLe moteur fonctionne sous une charge constante mais pas assez longtemps pour atteindre l’équilibre thermique. Les périodes de repos permettent au moteur de revenir à la température ambiante.
S3Cycle Périodique IntermittentCycles de fonctionnement et de repos identiques et séquentiels avec une charge constante. L’équilibre thermique n’est jamais atteint. Le courant de démarrage a peu d’effet sur l’augmentation de la température.
S4Cycle Périodique Intermittent avec DémarrageCycles de démarrage, de fonctionnement et de repos identiques et séquentiels avec une charge constante. L’équilibre thermique n’est pas atteint, mais le courant de démarrage affecte l’augmentation de la température.
S5Cycle Périodique Intermittent avec Freinage ÉlectriqueCycles identiques de démarrage et de fonctionnement sous une charge constante et de fonctionnement à vide. Pas de périodes de repos.
S6Fonctionnement Continu avec Charge IntermittenteCycles identiques de démarrage et de fonctionnement sous une charge constante et de fonctionnement à vide. Pas de périodes de repos.
S7Fonctionnement Continu avec Freinage ÉlectriqueCycles identiques de démarrage et de fonctionnement sous une charge constante avec freinage électrique. Pas de périodes de repos.
S8Fonctionnement Continu avec Changements Périodiques de Charge et de VitesseCycles identiques fonctionnant sous une charge constante et à une vitesse donnée, puis sous d’autres charges et vitesses constantes. Pas de périodes de repos.

Rendement

Lors du choix d’un moteur électrique, le rendement est un facteur essentiel. Le rendement du moteur, du réducteur et le rendement combiné sont des sujets à part entière, mais généralement, il faut inclure plus que les variables de performance dans le processus de sélection.

Parvalux possède une grande expérience dans la comparaison des différentes technologies de moteurs et de réducteurs et l’évaluation des compromis entre elles dans une application donnée. L’expérience de Parvalux dans la fourniture à de nombreuses industries est sans précédent et permet rapidement de discuter de la technologie correcte pour l’application. Pour les OEM nécessitant de grands volumes, des « bancs de technologie » peuvent être construits en utilisant différentes technologies pour comparer empiriquement les données dans l’application. Cependant, de nombreux variables non liées à la performance doivent inévitablement être ajoutées au processus de sélection lorsqu’il s’agit d’atteindre un rendement ultime (coûts, avantages marketing, complexité du système, etc.).

Un exemple très simplifié des « compromis » à considérer lorsqu’on évalue le rendement est affiché dans un exemple de treuil fonctionnant sur batterie, comme montré dans le tableau.

Type de technologie Moteur PMDC et réducteur à vis sans fin
AvantagesInconvénients
Composants simplesEfficacité moindre
De nombreux ratios ne permettent pas de faire marche arrière
Contrôleur simple
Entretien simple
Faible coût
Type de technologieMoteur sans balais et réducteur épicycloïdal
AvantagesInconvénients
Rendement plus élevéComposants complexes
Durée de vie prolongée de la batterieContrôleur électronique
SilencieuxPeut fonctionner en marche arrière
Peut avoir besoin d’un frein
Coût plus élevé

Cet exemple est certes subjectif, écrit dans le contexte d’un treuil à batterie, et non exhaustif, mais il montre d’autres facteurs à prendre en compte lorsqu’il s’agit de rendement. En outre, seules deux combinaisons technologiques ont été prises en compte, alors que de nombreuses autres combinaisons de moteurs et de réducteurs pourraient être comparées. Lorsque vous comparez des groupes de technologies en vue d’obtenir un rendement optimal, vous pouvez choisir un moteur sans balais avec réducteur épicycloïdal, qui, en général, vous donnerait le meilleur rendement, mais au prix d’un coût et d’une complexité supplémentaires. Par exemple, un treuil peut avoir besoin de s’auto-entretenir (ne pas bouger lorsque l’alimentation est coupée mais que la charge est toujours appliquée), ce qu’un réducteur à roue à vis sans fin peut réaliser en raison de ses inefficacités.

Le réducteur épicycloïdal peut très bien ne pas s’auto-entretenir en raison de son efficacité réduite, ce qui nécessite des éléments supplémentaires tels qu’un frein mécanique et toutes les complexités de contrôle qui l’accompagnent. Le coût du frein supplémentaire, de sa commande, ainsi que du contrôleur PWM pour le moteur sans balais, peut être considérable par rapport à la simplicité d’un moteur à courant continu permanent et d’un réducteur à roue hélicoïdale. L’expérience de Parvalux avec les nombreuses technologies que nous pouvons offrir vous fera gagner du temps lors du choix d’un moteur électrique et d’une technologie de réducteur pour votre application.

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