Choisir le bon servomoteur ne consiste pas simplement à sélectionner la puissance nominale disponible la plus élevée. Pour les constructeurs de machines et les ingénieurs en automatisation, la meilleure approche consiste à faire correspondre le système d'asservissement à la charge réelle, au couple requis, à l'accélération, à la vitesse de fonctionnement, à la méthode de contrôle et à l'alimentation électrique disponible.
Lorsque vous travaillez avecSystèmes d'asservissement 220 V CA, les classes de puissance telles que 50 W, 550 W et 750 W peuvent représenter des exigences d'application très différentes. Un petit mécanisme peut ne pas avoir besoin de la capacité de sortie d'un système de 750 W, tandis qu'une machine avec des accélérations fréquentes, des charges plus lourdes ou des exigences dynamiques plus élevées peut rapidement devenir trop grande pour un système d'asservissement de faible puissance.
Cette comparaison examine les différences pratiques entre les servosystèmes 50 W, 550 W et 750 W et explique ce que les constructeurs de machines doivent prendre en compte avant de sélectionner un servomoteur 220 V CA.
50 W contre 550 W contre 750 W : que signifie réellement la puissance nominale ?
La puissance nominale d'un servomoteur est l'un des premiers spécifications vérifiées par les ingénieurs, mais elle ne doit pas être considérée comme le seul critère de sélection.
Un système d'asservissement de 50 W appartient à une très petite classe de puissance et est généralement envisagé pour les mécanismes compacts et les applications à mouvement léger. À mesure que la puissance nominale passe à 550 W et 750 W, le système peut être associé à des moteurs capables de fournir une puissance supérieure dans des conditions de fonctionnement appropriées.
Cependant, une puissance plus élevée ne signifie pas automatiquement de meilleures performances pour chaque machine.
La sélection proprement dite doit prendre en compte :
- Couple moteur requis
- Inertie de charge
- Accélération et décélération
- Vitesse de fonctionnement
- Cycle de service
- Fréquence start-stop
- Transmission mécanique
- Espace d'installation disponible
- Exigences de contrôle
- Compatibilité moteur et variateur
Par exemple, si un mécanisme compact ne nécessite qu'une petite quantité de couple, le choix d'un système d'asservissement surdimensionné peut augmenter le coût de l'équipement et les exigences en matière d'armoire sans apporter d'avantage significatif.
D'un autre côté, la sélection d'un variateur trop petit peut entraîner un couple insuffisant, de mauvaises performances d'accélération ou des conditions de surcharge fréquentes.
C'est pourquoi 50 W, 550 W et 750 W doivent être considérés comme différents niveaux de puissance pour différentes exigences de la machine plutôt que comme simplement trois niveaux de performances.
Servomoteurs 50 W pour des mouvements compacts et à faible charge
Un système servo de 50 W est plus pertinent lorsque la machine a une charge mécanique relativement faible et nécessite un mouvement contrôlé dans un boîtier compact.
Les petits mécanismes d'automatisation peuvent bénéficier d'un servo de faible puissance car le moteur et le variateur peuvent être intégrés dans des équipements où l'espace est limité. Les applications peuvent inclure des mécanismes de positionnement compacts, de petits actionneurs, des systèmes d'indexation et d'autres fonctions de mouvement légères, en fonction des exigences réelles de couple et de vitesse.
Le principal avantage d’un servo à faible puissance n’est pas simplement une puissance nominale inférieure. Il s'agit de la capacité de fournir un mouvement asservi contrôlé sans augmenter inutilement la taille du système de mouvement.
Pour les concepteurs d’équipements, plusieurs questions doivent être répondues avant de sélectionner un système 50 W :
- Quel couple le mécanisme nécessite-t-il réellement ?
- À quelle vitesse la charge doit-elle accélérer ?
- À quelle fréquence le moteur démarre-t-il et s’arrête-t-il ?
- Quelle est l’inertie de la charge réfléchie ?
- Un fonctionnement continu est-il nécessaire ?
- Quel niveau de performance de positionnement est nécessaire ?
Si les réponses indiquent une exigence mécanique relativement légère, un petit système d'asservissement peut fournir un équilibre pratique entre le contrôle du mouvement et la taille du système.
Le point important est que 50 W ne doit pas être sélectionné simplement parce que la machine est physiquement petite. La charge mécanique détermine toujours si le moteur a une capacité de couple et d'accélération suffisante.
Servomoteurs 550 W pour l'automatisation de moyenne puissance
Un système d'asservissement de 550 W se situe entre les très petits systèmes de mouvement et les applications de 750 W plus puissantes. Cela en fait un point de comparaison utile lorsque les ingénieurs évaluent la puissance supplémentaire que leur équipement peut nécessiter.
La classe 550 W peut être envisagée lorsqu'un système de 50 W ne fournit pas une capacité de sortie suffisante, mais un système de 750 W peut être supérieur à ce dont la machine a réellement besoin.
Les considérations typiques incluent des charges mécaniques moyennes, des exigences d'accélération plus exigeantes, des cycles de positionnement fréquents et un équipement d'automatisation qui nécessite plus de réserve de couple qu'un petit système d'asservissement ne peut en fournir.
Cependant, il est important de distinguer une comparaison de puissance d’une spécification de produit spécifique.
Une puissance de 550 W à elle seule ne raconte pas toute l’histoire. Les performances réelles d'un système d'asservissement dépendent du moteur, du variateur, du couple nominal, de la capacité de surcharge, de la vitesse, du dispositif de rétroaction et de la configuration de commande.
Pour cette raison, les constructeurs de machines ne doivent pas supposer que tous les servomoteurs de 550 W auront les mêmes caractéristiques.
Lorsque l'on compare un système de 550 W avec un système de 750 W, la question clé n'est pas simplement « Lequel est le plus puissant ? » Demandez-vous plutôt si la puissance supplémentaire est réellement requise par la machine.
Si l'application dispose d'une marge de couple suffisante avec une solution de 550 W, le passage à 750 W peut ne pas apporter une amélioration pratique. Toutefois, si la machine fonctionne fréquemment à proximité de ses limites de couple ou d'accélération, la classe de puissance supérieure peut offrir une marge de fonctionnement plus appropriée.
Servomoteurs 750 W 220 V CA pour applications à charge plus élevée
Le niveau 750 W est particulièrement pertinent pour les applications d'asservissement 220 V CA qui nécessitent une plus grande capacité de sortie tout en restant dans une plage de puissance relativement compacte.
THSERVO propose unEntraînement par servomoteur 750 W 220 Vbasé sur la configuration T3D-L20. Le système utilise une entrée AC220V monophasée et est associé à un servomoteur 80AST-A1C02430 et à un encodeur absolu 17 bits. Les spécifications publiées incluent une puissance nominale de 0,75 kW, un courant nominal de 4,5 A, un couple nominal de 2,39 N·m et une capacité de surcharge 2,5 fois supérieure.
Le système prend en charge le contrôle de position, de vitesse et de couple, ainsi que la communication RS485. Son codeur absolu 17 bits fournit un retour de position et prend en charge la mémoire de position lorsque l'alimentation est coupée.
Ces caractéristiques font d'un système d'asservissement 750 W 220 V adapté aux équipements où le mouvement contrôlé, la réponse dynamique et un retour fiable sont importants.
THSERVO répertorie les applications, notamment les machines CNC, les équipements d'emballage, les machines à tarauder, l'automatisation logistique et d'autres équipements d'automatisation industrielle.
La classe 750 W peut également être pertinente lorsque la machine subit des accélérations et des décélérations fréquentes. La capacité de surcharge disponible offre une capacité supplémentaire à court terme lorsque les conditions de fonctionnement nécessitent une puissance supérieure à la condition nominale continue.
Cela ne signifie pas que chaque machine devrait utiliser 750 W. Le moteur et le variateur doivent encore être adaptés à la charge mécanique réelle.
La puissance n'est pas la même chose que le couple
L'une des erreurs les plus courantes dans la sélection des servos est de traiter la puissance et le couple du moteur comme des spécifications interchangeables.
Ils sont liés, mais décrivent différents aspects de la performance motrice.
La puissance décrit la vitesse à laquelle le travail mécanique peut être fourni, tandis que le couple représente la force de rotation disponible sur l'arbre du moteur. La vitesse du moteur affecte également la relation entre la puissance et le couple.
Pour les constructeurs de machines, le processus de sélection doit donc commencer par le mouvement requis plutôt que par une simple recherche d'une puissance en watts.
Les paramètres importants incluent :
Couple nominal
Le couple nominal indique le couple disponible dans les conditions de fonctionnement nominales du moteur. Cela est directement pertinent pour déterminer si le moteur peut déplacer la charge en continu.
01
Capacité de pointe ou de surcharge
Les équipements d'automatisation ont souvent besoin d'un couple supplémentaire lors d'accélérations, de décélérations ou de changements de charge de courte durée. La capacité de surcharge peut donc être un facteur de sélection important.
Par exemple, le système 750 W 220 V de THSERVO spécifie un couple nominal de 2,39 N·m et une capacité de surcharge 2,5 fois supérieure.
02
Inertie de charge
Le moteur ne déplace pas seulement la charge externe. Il doit également accélérer les composants mécaniques reliés à l'arbre. Les engrenages, courroies, poulies, vis, accouplements et autres composants rotatifs peuvent tous influencer la capacité requise du moteur.
03
Exigences d'accélération
Une machine qui se déplace lentement et continuellement peut avoir des exigences d'asservissement très différentes de celles d'une machine qui accélère, s'arrête, inverse et positionne une charge à plusieurs reprises.
C'est pourquoi deux machines avec des charges physiques similaires peuvent néanmoins nécessiter des systèmes d'asservissement différents.
04
Modes de contrôle, retour d'encodeur et compatibilité 220 V
La puissance nominale n'est qu'une partie de la sélection du servomoteur. L’architecture de contrôle peut être tout aussi importante.
Les servovariateurs AC modernes peuvent prendre en charge plusieurs modes de contrôle en fonction du modèle et de l'application. Le servomoteur CA de type impulsionnel 220 V de THSERVO prend en charge le contrôle de position, de vitesse et de couple, ainsi que l'entrée de commande d'impulsion, le retour d'encodeur et la communication RS485.
Contrôle de position
Le contrôle de position est utile lorsque la machine doit se déplacer à plusieurs reprises vers des positions définies. Il est généralement associé à l'indexation, au positionnement, à la découpe, à l'assemblage et à d'autres tâches de mouvement automatisées.
Contrôle de vitesse
Le contrôle de la vitesse devient important lorsqu’une vitesse de rotation stable est la principale exigence.
Contrôle du couple
Le contrôle du couple peut être utile lorsque la machine doit gérer la force ou le couple au cours d'un processus spécifique.
Commentaires de l'encodeur
Le retour en boucle fermée permet au système d'asservissement de surveiller la position du moteur et d'ajuster le fonctionnement en fonction du retour réel.
Pour le système THSERVO 750W 220V, le moteur correspondant utilise un encodeur absolu 17 bits. L'encodeur fournit un retour de position et prend en charge la mémoire de position hors tension.
Alimentation 220 V
Les ingénieurs doivent également vérifier si le variateur sélectionné correspond au système électrique de la machine.
Un servo variateur 220 V ne signifie pas automatiquement que chaque configuration 220 V est électriquement identique. Les dispositions d'entrée monophasées et triphasées, la tolérance de tension, les séries d'entraînement, l'adaptation du moteur et les interfaces de commande doivent tous être vérifiés par rapport à la conception réelle de la machine.
Le servo variateur CA de type impulsionnel 220 V de THSERVO, par exemple, prend en charge une entrée 220 V CA monophasée ou triphasée avec une plage de tension indiquée de 220 V CA -15 % à +10 %.
Quel niveau de puissance convient aux différentes applications d'automatisation ?
La meilleure façon de comparer les systèmes d'asservissement de 50 W, 550 W et 750 W est de connecter chaque classe de puissance aux exigences réelles de la machine.
50 W : mouvement compact
Un système de 50 W peut être approprié lorsque l’application :
Charges mécaniques légères
Exigences de couple limitées
Espace d'installation compact
Cycles de mouvements courts ou modérés
Exigences d’accélération relativement faibles
L’objectif clé est d’obtenir un mouvement d’asservissement contrôlé sans augmenter inutilement la capacité du système.
550 W : mouvement de puissance moyenne
Un système de 550 W peut être envisagé lorsque la machine nécessite plus de couple et de capacité d'accélération qu'un petit servo ne peut en fournir.
Cela peut inclure des mécanismes d'automatisation à charge moyenne, des équipements de positionnement, des systèmes d'indexation et des machines avec des mouvements dynamiques plus fréquents.
Encore une fois, le couple réel du moteur et les exigences de l'application devraient déterminer la sélection finale plutôt que la seule puissance.
750 W : un mouvement plus exigeant
Un système de 750 W devient plus pertinent lorsque la machine a besoin d’une plus grande capacité de production et de performances dynamiques plus fortes.
Le système servo 750 W 220 V de THSERVO est répertorié pour les machines CNC, l'emballage, le taraudage et l'automatisation logistique.
La même classe de puissance est également utilisée dans le système d'asservissement de porte rapide de THSERVO, qui spécifie une puissance de sortie de 0,75 kW, une tension d'entrée de 220 V ± 10 %, un couple nominal de 2,4 N·m pour le moteur à cinq pôles et un codeur absolu multitours de 17 bits.
Cela démontre pourquoi les exigences de candidature sont importantes. La même classe de puissance nominale peut être utilisée dans différents types d'équipements d'automatisation lorsque le moteur, le système de contrôle et la configuration mécanique sont correctement adaptés.
Comment choisir entre des servomoteurs 50 W, 550 W et 750 W
Il n'y a pas de réponse universelle quant à savoir si 50 W, 550 W ou 750 W est le « meilleur » servomoteur 220 V CA.
Le bon choix commence par la machine.
Un processus de sélection pratique peut suivre ces étapes :
Étape 1 : Définir la charge
Calculez ou estimez la charge mécanique réelle dont le moteur a besoin pour se déplacer.
Étape 2 : Déterminez le couple requis
Tenez compte de la charge statique, du couple d'accélération, de la friction, de l'efficacité de la transmission et d'autres facteurs mécaniques.
Étape 3 : Vérifiez l’accélération et la décélération
Une machine avec des démarrages, des arrêts, des inversions ou un positionnement rapide fréquents peut nécessiter une plus grande capacité d'asservissement qu'une machine avec un mouvement continu et fluide.
Étape 4 : Sélectionnez la puissance du moteur
Utilisez le couple et la vitesse requis pour déterminer une classe de puissance de moteur appropriée plutôt que de sélectionner la puissance nominale la plus élevée disponible.
Étape 5 : Faites correspondre le servomoteur
Le variateur doit être compatible avec les exigences de puissance, de courant, de dispositif de rétroaction et de contrôle du moteur sélectionné.
Étape 6 : Confirmez l’alimentation 220 V
Vérifiez la phase d'entrée, la plage de tension, la fréquence, le câblage et l'architecture électrique de la machine.
Étape 7 : Vérifiez les commentaires et la communication
Assurez-vous que l'encodeur et les interfaces de communication sont compatibles avec le contrôleur de la machine.
Étape 8 : Laisser une marge opérationnelle appropriée
Le système d'asservissement ne doit pas fonctionner en continu à sa limite. Une marge appropriée peut permettre de s’adapter aux pics d’accélération et aux changements des conditions de travail.
Conclusion finale
La différence entre les servovariateurs 50 W, 550 W et 750 W 220 V CA n'est pas simplement une question de « petit, moyen et grand ». Chaque niveau de puissance doit être évalué en fonction de la charge, du couple, de la vitesse, de l'accélération, du retour d'information, de la méthode de contrôle et des conditions de fonctionnement de la machine.
Un système servo de 50 W peut être judicieux pour des mouvements compacts et légers. Un système de 550 W peut fournir une option de puissance moyenne lorsque l’application nécessite une capacité de sortie supérieure. Un système de 750 W peut constituer un choix plus judicieux pour les applications présentant des exigences de mouvement et de couple plus élevées.
Pour les applications nécessitant un système d'asservissement 220 V avec contrôle de position, de vitesse et de couple,THSERVOfournit des solutions de servomoteurs et de moteurs AC pour l'automatisation industrielle. Son système servo de 750 W 220 V est un exemple de configuration d'entraînement et de moteur adaptée conçue pour des applications telles que les machines CNC, l'emballage, le taraudage et l'automatisation logistique.
En fin de compte, le bon servomoteur n’est pas celui qui a la puissance la plus élevée. C'est celui qui fournit le couple, la vitesse, les performances de contrôle et la fiabilité requis tout en s'adaptant aux conditions de fonctionnement réelles de la machine.