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Servomoteur à courant alternatif et servomoteur à courant continu : Quelle est la grande différence ? Et quelle est la place du BLDC ?
Les servomoteurs à courant alternatif et les servomoteurs à courant continu se ressemblent, mais ils présentent de grandes différences. Si vous essayez de choisir le meilleur moteur pour votre équipement ou votre robot, ou si vous souhaitez simplement savoir comment ces moteurs permettent d'obtenir des mouvements fluides, vous êtes au bon endroit ! Cet article vous aidera à comprendre la différence entre les servomoteurs à courant alternatif et les servomoteurs à courant continu en termes simples.
Table des matières
Qu'est-ce qu'un servomoteur ?
A servomoteur est un type de moteur spécial utilisé lorsque vous avez besoin d'un contrôle très précis de la position, de la vitesse ou du couple. Pensez à un bras de robot qui doit se déplacer à un endroit précis. C'est là qu'un servomoteur (qu'il soit à courant alternatif ou à courant continu) se distingue le plus souvent.
La magie d'un servomoteur réside dans son système en boucle fermée. Cela signifie qu'il reçoit un retour d'information concernant sa position ou sa vitesse. Un codeur ou un tachymètre fournit généralement ce retour d'information au contrôleur. Ce retour d'information permet au système d'asservissement de procéder à des ajustements rapides pour s'assurer que le moteur fait exactement ce qu'on lui demande. Un servomoteur se compose donc du moteur lui-même, d'un dispositif de retour d'information et d'un contrôleur ou d'un servomoteur. Cette configuration permet d'obtenir une grande précision de contrôle pour les tâches de commande de mouvement. Il s'agit de contrôler avec précision la position angulaire ou linéaire.
Qu'est-ce qu'un servomoteur à courant continu et comment fonctionne-t-il ?
Maintenant, zoomons sur le Servomoteur à courant continu. Comme son nom l'indique, ce type de moteur fonctionne en courant continu (DC). De nombreux types de servomoteurs à courant continu utilisent un aimant permanent dans leur stator (la partie fixe) et un induit (la partie rotative) avec des enroulements.
Le "DC" du servomoteur à courant continu indique qu'il utilise un courant continu. Un type courant est le servomoteur à courant continu à balais. Ce moteur à courant continu utilise un système de balais et de collecteurs pour alimenter le rotor (l'élément qui tourne). Le servomoteur à courant continu est idéal pour les tâches nécessitant un excellent contrôle de la vitesse et du couple. Un petit moteur à courant continu peut être un servomoteur à courant continu s'il fait partie d'un système d'asservissement conçu pour un contrôle précis. La simplicité d'un moteur à courant continu peut parfois être un atout majeur.
En quoi un servomoteur à courant alternatif est-il différent d'un moteur à courant continu ?
Passons maintenant au servomoteur à courant alternatif. Celui-ci fonctionne avec du courant alternatif (CA). Contrairement à un simple moteur à courant alternatif comme un moteur à induction, un servomoteur à courant alternatif est conçu pour le même contrôle précis dont nous avons parlé, mais souvent avec plus de muscle.
La plupart des servomoteurs à courant alternatif sont sans balais. Il s'agit d'une grande différence par rapport à de nombreux types de servomoteurs à courant continu. Un moteur à courant alternatif, tel qu'un moteur synchrone à courant alternatif, peut être utilisé comme servomoteur à courant alternatif. Le stator d'un servomoteur à courant alternatif comporte des enroulements et le rotor est généralement doté d'un aimant permanent. Le contrôleur crée un champ magnétique rotatif dans le stator pour faire tourner le rotor. Cette conception permet au servomoteur à courant alternatif d'avoir un bon couple et un bon rendement.
Parlons des balais : Pourquoi sont-ils importants pour un servomoteur à courant continu ?
Dans un moteur à courant continu à balais, comme de nombreux servomoteurs à courant continu, les balais permettent au courant électrique d'atteindre l'armature en rotation. Ces petits morceaux de carbone, les balais, frottent contre une pièce appelée le collecteur. Ce système de collecteur et de balais est crucial.
La présence de brosses est synonyme d'usure. Avec le temps, les brosses s'useront certainement. Cela implique un entretien. Vous devez vérifier et remplacer les balais d'un servomoteur à courant continu. Si vous ne le faites pas, le moteur CC pourrait cesser de fonctionner correctement, voire pas du tout. La commutation mécanique effectuée par les balais et le collecteur est l'une des principales caractéristiques d'un servomoteur CC à balais. De nombreux servomoteurs à courant continu reposent sur ce système de balais simple, mais usant.
Pourquoi les servomoteurs à courant alternatif sont-ils généralement équipés de moteurs sans balais ? Est-ce une bonne affaire ?
Vous entendrez souvent parler de "brushless" (sans balais) dans le cas d'un servomoteur à courant alternatif, et oui, c'est une très bonne chose. Le choix d'un moteur sans balais signifie qu'il n'y a pas de balais physiques qui s'usent. C'est l'un des principaux avantages. Un servomoteur à courant alternatif utilise généralement une commutation électronique au lieu d'un commutateur mécanique et de balais. Cela signifie que le contrôleur se charge de la commutation du courant dans les bobines du moteur.
Cette conception sans balais d'un servomoteur CA permet de réduire considérablement l'entretien. Cela signifie également que le moteur CA peut souvent fonctionner à des vitesses plus élevées et de manière plus efficace. La chaleur due à la friction est également moins problématique. C'est pour ces raisons que de nombreux servomoteurs CA modernes sont sans balais. Cette nature sans balais contribue à la fiabilité des servomoteurs à courant alternatif, en particulier pour les tâches d'automatisation exigeantes. Les servomoteurs à courant alternatif et les servomoteurs à courant continu (avec balais) présentent des différences considérables.
Quelles sont les principales différences de performances entre les servomoteurs à courant alternatif et les servomoteurs à courant continu ?
Lors du choix d'un moteur, les performances sont essentielles. Les distinctions essentielles entre les types de servomoteurs à courant alternatif et à courant continu sont importantes. Les servomoteurs à courant alternatif ont tendance à offrir un couple plus élevé à des vitesses plus importantes. Ils ont également une meilleure accélération car leur rotor peut avoir une faible inertie. Un servomoteur à courant alternatif est donc idéal pour les tâches nécessitant des démarrages et des arrêts rapides.
Un servomoteur à courant continu, en particulier un moteur à courant continu à balais, peut fournir un excellent couple à faible vitesse. Cependant, le système à balais peut limiter sa vitesse de pointe et son accélération. Le contrôle de la vitesse peut être excellent avec les deux types de moteurs, mais la méthode utilisée est différente. Les différences entre les moteurs à courant alternatif et à courant continu apparaissent également dans la manière dont ils gèrent les surcharges - un servomoteur à courant alternatif les gère souvent mieux. La prise en compte de ces différences entre les servomoteurs à courant alternatif et leurs homologues à courant continu facilite le choix de l'actionneur approprié.
Quelle est la place d'un moteur BLDC (Brushless DC) dans ce tableau ?
Aujourd'hui, vous pouvez entendre parler d'un moteur BLDC, ou d'un moteur à courant continu (BLDC). moteur CC sans balais. On dirait qu'il y a une confusion ! Un moteur BLDC est en fait un servomoteur CC sans balais dans de nombreux cas. Il fonctionne en courant continu (souvent à partir d'une source de tension continue régulée par le contrôleur) mais utilise une commutation électronique, comme un servomoteur à courant alternatif. Un moteur BLDC n'a donc pas de balais qui s'usent.
Un servo CC sans balais, comme un BLDC, utilise souvent un aimant permanent sur son rotor. Le contrôleur d'un moteur BLDC est plus complexe que celui d'un simple moteur CC à balais, car il doit gérer la commutation électronique. Ces moteurs CC sans balais offrent un couple et un rendement excellents, ce qui fait de la BLDC un choix populaire pour de nombreuses applications de contrôle de mouvement, y compris la robotique.
Quand devrais-je choisir un servomoteur à courant alternatif plutôt qu'un servomoteur à courant continu pour mon projet ?
Pour les grandes machines d'automatisation industrielle, un servomoteur à courant alternatif est souvent la solution. Comme ils sont généralement sans balais, ils nécessitent beaucoup moins d'entretien, ce qui est idéal pour les systèmes qui fonctionnent en permanence. La capacité d'un servomoteur à courant alternatif à fournir un couple élevé sur une plage de vitesse plus large est un atout majeur.
Si mon application nécessite des performances très dynamiques - accélération et inversion rapides - le rotor à faible inertie d'un servomoteur à courant alternatif est un véritable champion. Les servomoteurs à courant alternatif sont utilisés pour des tâches exigeantes telles que les machines à commande numérique et la robotique complexe. Une combinaison de servomoteurs à courant alternatif et de systèmes à courant continu peut exister dans des installations plus importantes, mais pour le moteur principal, les servomoteurs à courant alternatif se chargent souvent des tâches les plus lourdes. L'alimentation en courant alternatif est également facilement disponible dans les environnements industriels. Les servomoteurs à courant alternatif sont généralement dotés d'un contrôleur plus complexe, mais leurs performances le justifient généralement.
Quand un servomoteur à courant continu est-il le meilleur choix ? Quels sont ses avantages ?
Mais ne négligez pas le servomoteur à courant continu ! Dans certains cas, c'est le bon choix. Si vous avez un projet qui fonctionne avec des piles, un servomoteur à courant continu est un choix naturel parce qu'il utilise du courant continu. Pour les petites machines ou les applications nécessitant un contrôle de mouvement très souple à faible vitesse, un servomoteur à courant continu, en particulier un servomoteur à courant continu brossé, peut s'avérer excellent. L'un de ses principaux avantages est sa simplicité, en particulier pour le moteur à courant continu brossé.
Le contrôleur d'un servomoteur à courant continu brossé peut être plus simple et moins coûteux que celui d'un servomoteur à courant alternatif ou d'un moteur BLDC. Le servomoteur à courant continu est donc une excellente option pour les projets simples ou à budget limité qui nécessitent un contrôle précis. Les servomoteurs à courant continu n'ont peut-être pas la vitesse maximale d'un servomoteur à courant alternatif, mais pour de nombreuses tâches, leur capacité à fournir un couple élevé et à contrôler la position est excellente. Les servomoteurs à courant continu nécessitent une attention particulière aux balais s'il s'agit d'un type de moteur à courant continu à balais, mais ce sont de véritables bêtes de somme.
Y a-t-il de grandes différences entre les servomoteurs à courant alternatif et à courant continu dans les équipements de contrôle ?
Oui, le contrôleur et l'ensemble du système d'asservissement peuvent être très différents. Il s'agit d'un point crucial lorsque nous examinons la différence entre les servomoteurs à courant alternatif et les servomoteurs à courant continu. Un servomoteur à courant alternatif, sans balais, nécessite un contrôleur plus complexe (souvent appelé servomoteur) pour gérer la commutation électronique et créer le champ magnétique rotatif. Ce contrôleur gère avec précision le courant des enroulements du stator.
Un servomoteur à courant continu à balais possède un circuit de commande plus simple car la commutation est effectuée mécaniquement par les balais et le collecteur. Cependant, les deux types de moteurs utilisent un système en boucle fermée, c'est-à-dire qu'ils s'appuient sur le retour d'information d'un codeur ou d'un dispositif similaire pour obtenir un contrôle précis de la position, de la vitesse ou du couple. Le contrôleur est le cerveau qui veille à ce que le moteur (qu'il s'agisse d'un servo CC ou d'un servo CA) atteigne sa cible. Qu'il s'agisse du contrôle de la position angulaire ou linéaire, le contrôleur joue un rôle important. Les systèmes de servomoteurs à courant alternatif et à courant continu visent tous deux à obtenir une grande précision dans le contrôle de la position.
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Charlie
Cheney est un ingénieur d'application principal dévoué à Sino, avec une grande passion pour la fabrication de précision. Il est titulaire d'une formation en ingénierie mécanique et possède une vaste expérience pratique de la fabrication. Chez Sino, Cheney se concentre sur l'optimisation des processus de fabrication des piles de laminage et sur l'application de techniques innovantes pour obtenir des produits de haute qualité.
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