Les servomoteurs sont utilisés dans de nombreux secteurs pour alimenter des machines, des instruments, des robots et d'autres applications d'automatisation industrielle. Cet article traite des cinq principaux composants d'un servomoteur à courant continu sans balais classique : le rotor, le stator, les roulements, l'asservissement et le boîtier.
Le rotor
Élément mobile du servomoteur, le rotor se compose d'un arbre avec des segments magnétiques qui sont soit fixés à l'arbre, soit intégrés à une pile de stratifications posée sur l'arbre. Les aimants sont organisés en paires de pôles et orientés selon un schéma alternant nord et sud. La rotation est créée lorsque le flux magnétique généré par les aimants réagit avec les champs électromagnétiques générés par le stator.
Le stator
Élément fixe du servomoteur, le stator est constitué d'un empilement de stratifications à fentes remplies de fil de cuivre enroulé selon une configuration spécifique. Cette configuration complète la disposition des aimants sur le rotor. Ces bobinages déterminent les caractéristiques électriques du moteur. Ils comprennent un système d'isolation pour protéger les fils contre les courts-circuits entre eux ou avec les stratifications du stator. Le système d'isolation détermine également la température maximale admissible du bobinage, car les fils de cuivre s'échauffent lorsque le courant est appliqué.
Les roulements
Le rotor s'insère dans le stator qui comprend un très petit entrefer entre le diamètre extérieur des aimants du rotor et le diamètre intérieur des stratifications du moteur. Le rotor tourne librement et est centré dans le stator par un système de roulement à billes. Les roulements montés aux deux extrémités de l'arbre du moteur sont dimensionnés pour supporter les charges radiales et axiales prévues ainsi que la chaleur du rotor.
L'asservissement
Le capteur d'asservissement est une exigence essentielle pour un servomécanisme. L'asservissement du moteur est généralement assuré par un codeur ou un résolveur monté à l'extrémité arrière du moteur (à l'opposé de l'extrémité de l'arbre de sortie). Le capteur d'asservissement interagit avec le servovariateur pour fournir des données indiquant la position et la vitesse.
Le boîtier, pour regrouper le tout
Le boîtier du moteur regroupe le rotor, le stator, le système de roulements et les composants d'asservissement dans un ensemble facile à installer sur une machine. Des têtes de câble avant et arrière assimilées permettent de monter le boîtier directement sur le stator. Les boîtiers peuvent être fabriqués dans divers matériaux, tels que l'aluminium, la fonte ou l'acier inoxydable, et contiennent des points de sortie pour l'alimentation du moteur et les fils ou les connecteurs d'asservissement. Les boîtiers en acier inoxydable sont utilisés dans les applications nécessitant des conditions hygiéniques strictes et un lavage à haute pression. Les joints, qui font également partie du boîtier, offrent différents niveaux de protection contre la pénétration d'eau.
Conclusion
Les concepteurs de moteurs doivent intégrer ces cinq éléments clés pour fabriquer un servomoteur efficace, compact et fiable. Chaque élément doit contribuer aux performances globales du moteur dans un ensemble optimisé qui fournit une solution de servomoteur hautes performances.
