Les servomoteurs CC sont largement utilisés dans diverses applications industrielles et d'automatisation en raison de leur haute précision, de leur excellent contrôle de vitesse et de leurs caractéristiques de couple. Les dispositifs de rétroaction jouent un rôle crucial dans le fonctionnement des servomoteurs à courant continu, car ils fournissent des informations essentielles sur la position, la vitesse et le couple du moteur. Ces informations sont utilisées par le contrôleur de moteur pour ajuster les performances du moteur et garantir un fonctionnement précis et stable. En tant que fournisseur de servomoteurs à courant continu, je présenterai certains types courants de dispositifs de rétroaction utilisés dans les servomoteurs à courant continu.
Encodeurs
Les encodeurs sont l'un des dispositifs de rétroaction les plus couramment utilisés dans les servomoteurs à courant continu. Ils peuvent être classés en deux types principaux : les codeurs incrémentaux et les codeurs absolus.
Codeurs incrémentaux
Les codeurs incrémentaux génèrent une série d'impulsions lorsque l'arbre du moteur tourne. Le nombre d'impulsions est proportionnel au déplacement angulaire de l'arbre. En comptant ces impulsions, le contrôleur peut déterminer la vitesse du moteur et la position relative de l'arbre. Les codeurs incrémentaux sont relativement simples et rentables, ce qui les rend adaptés à de nombreuses applications générales.
Le principe de base d'un codeur incrémental implique un disque rotatif avec des fentes ou des marquages régulièrement espacés. Lors de la rotation du disque, une source lumineuse et un photodétecteur détectent le passage de ces fentes, générant des impulsions électriques. La résolution d'un codeur incrémental est déterminée par le nombre d'emplacements sur le disque. Les encodeurs à plus haute résolution peuvent fournir des informations de position et de vitesse plus précises.
Par exemple, dans une application de bras robotique, un encodeur incrémental peut être utilisé pour surveiller le mouvement de chaque articulation. Le contrôleur peut utiliser le retour de l'encodeur pour contrôler avec précision la vitesse et la position des articulations, permettant ainsi au bras robotique d'effectuer des tâches complexes avec une grande précision.
Codeurs absolus
Les codeurs absolus, quant à eux, fournissent à tout moment une valeur de position absolue pour l'arbre du moteur. Contrairement aux codeurs incrémentaux, qui fournissent uniquement des informations de position relative, les codeurs absolus peuvent déterminer immédiatement la position exacte de l'arbre sans avoir besoin d'un point de référence ou d'une initialisation.
Les codeurs absolus utilisent généralement un schéma de codage plus complexe sur le disque rotatif. Chaque position sur le disque correspond à un code numérique unique. Lorsque l'encodeur est sous tension, le contrôleur peut lire le code et obtenir directement la position de l'arbre. Cela rend les codeurs absolus idéaux pour les applications où un contrôle de position précis est requis, comme dans les machines CNC.
Dans une fraiseuse CNC, un codeur absolu peut garantir que l'outil de coupe est toujours dans la bonne position, ce qui entraîne des opérations d'usinage de haute qualité. La possibilité de connaître la position exacte immédiatement après la mise sous tension réduit également le temps de configuration et améliore la productivité globale.
Tachymètres
Les tachymètres sont utilisés pour mesurer la vitesse de rotation du servomoteur à courant continu. Ils fournissent une tension de sortie proportionnelle à la vitesse du moteur. Il existe deux principaux types de tachymètres : les tachymètres DC et les tachymètres AC.
Tachymètres CC
Les tachymètres DC fonctionnent sur le principe de l'induction électromagnétique. Un générateur CC à aimant permanent est couplé à l'arbre du moteur. Lorsque l'arbre tourne, le générateur produit une tension continue directement proportionnelle à la vitesse de rotation.
La tension de sortie d'un tachymètre CC peut être facilement mesurée et utilisée par le contrôleur de moteur pour ajuster la vitesse du moteur. Les tachymètres CC sont relativement simples et fiables, mais ils peuvent être affectés par les variations de température et de champ magnétique.
Dans un système de bande transporteuse, un tachymètre à courant continu peut être utilisé pour surveiller la vitesse du moteur entraînant la bande. Si la vitesse s'écarte de la valeur définie, le contrôleur peut ajuster la tension d'entrée du moteur pour maintenir une vitesse constante, garantissant ainsi un fonctionnement fluide et efficace du système de convoyeur.
Tachymètres CA
Les tachymètres CA génèrent une sortie de tension CA proportionnelle à la vitesse du moteur. Ils reposent souvent sur le principe d’un champ magnétique tournant. La fréquence de sortie d'un tachymètre AC est liée à la vitesse du moteur.
Les tachymètres AC sont moins affectés par les variations de température et de champ magnétique que les tachymètres DC. Ils sont couramment utilisés dans les applications à grande vitesse où une mesure précise de la vitesse est cruciale.
Par exemple, dans un moteur de broche à grande vitesse utilisé dans une rectifieuse de précision, un tachymètre AC peut fournir un retour de vitesse précis. Le contrôleur peut ensuite ajuster l'alimentation électrique du moteur pour maintenir une vitesse de rotation stable et précise, ce qui permet d'obtenir des opérations de meulage de haute qualité.
Résolveurs
Les résolveurs sont des dispositifs électromagnétiques qui peuvent fournir des informations de position et de vitesse aux servomoteurs à courant continu. Ils sont constitués d'un stator et d'un rotor. Le stator comporte deux enroulements ou plus et le rotor est relié à l'arbre du moteur.
Lorsqu'une tension d'excitation alternative est appliquée à l'un des enroulements du stator, une tension induite est générée dans les autres enroulements du stator. L'amplitude et la phase de la tension induite dépendent de la position angulaire du rotor. En mesurant ces tensions, le contrôleur peut déterminer la position de l'arbre du moteur.
Les résolveurs sont connus pour leur robustesse et leur fiabilité. Ils peuvent fonctionner dans des environnements difficiles, notamment dans des conditions de température, de vibrations et d'humidité élevées. Cela les rend adaptés aux applications dans les industries aérospatiale et automobile.
Dans le système de commandes de vol d'un avion, un résolveur peut être utilisé pour surveiller la position des gouvernes telles que les ailerons et les gouvernes de profondeur. Le retour de position fiable fourni par le résolveur garantit le fonctionnement sûr et précis de l'avion.
Capteurs à effet Hall
Des capteurs à effet Hall sont utilisés pour détecter la position et la vitesse du moteur. Ils fonctionnent sur la base de l’effet Hall, qui est la génération d’une différence de tension aux bornes d’un conducteur lorsqu’il est placé dans un champ magnétique et qu’un courant le traverse.
Dans un servomoteur à courant continu, des capteurs à effet Hall sont souvent utilisés pour détecter la position des aimants du rotor. En plaçant des capteurs à effet Hall autour du stator du moteur, le contrôleur peut déterminer la position du rotor et ajuster le courant dans les enroulements du stator en conséquence.
Les capteurs à effet Hall sont petits, peu coûteux et ont un temps de réponse rapide. Ils sont couramment utilisés dans des applications à faible coût et à volume élevé, comme dans l'électronique grand public et les systèmes d'automatisation à petite échelle.
Par exemple, dans un jouet robotique de petite taille, des capteurs à effet Hall peuvent être utilisés pour contrôler le mouvement des articulations du jouet. Les capteurs fournissent un retour de position au contrôleur, permettant au jouet d'effectuer des mouvements simples avec précision.
En tant que fournisseur de servomoteurs à courant continu, nous proposons une large gamme de produits compatibles avec différents types de dispositifs de rétroaction. NotreMini servomoteur CCest conçu pour fonctionner de manière transparente avec les encodeurs, tachymètres et autres dispositifs de rétroaction, offrant un contrôle précis des servomoteurs CC. NotreServomoteur basse tensionconvient aux applications où la consommation d'énergie doit être minimisée et les dispositifs de rétroaction garantissent un fonctionnement précis. De plus, notreMoteur couple sans cadreoffre des performances de couple élevé à l'aide de technologies de rétroaction avancées.
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Références
- Dorf, RC et Bishop, RH (2017). Systèmes de contrôle modernes. Pearson.
- Krause, PC, Wasynczuk, O. et Sudhoff, SD (2013). Analyse des machines électriques et des systèmes d'entraînement. Wiley.
- Johnson, RA (2006). Servomoteurs et théorie du contrôle industriel. Elsevier.