Qu'est-ce qu'un moteur servo ?
A servo moteur il comprend généralement un système servo complet composé du moteur, d'un encodeur de haute précision (ou d'un autre capteur de feedback), d'un variateur de servomoteur et d'un contrôleur principal. Contrairement aux moteurs classiques, ce système repose sur un mécanisme de contrôle à rétroaction en boucle fermée, permettant un contrôle très précis en temps réel de la position, de la vitesse et du couple en fonction des commandes, tout en offrant une réponse rapide.
Comment fonctionne un moteur servo ?
La précision d'un moteur servo provient de son système de contrôle en boucle fermée. Ce système atteint un contrôle haute précision grâce à un cycle continu de commande-rétroaction-correction : le contrôleur supérieur émet d'abord un signal de commande spécifiant la position cible ; l'entraînement servo amplifie ensuite ce signal en un courant haute puissance pour actionner le moteur. En parallèle, l'encodeur ou capteur intégré au moteur surveille en temps réel la position et la vitesse réelles et transmet ces informations à l'entraînement. Celui-ci compare en permanence la position cible et la position réelle à l'aide de stratégies de contrôle telles que les algorithmes PID. Dès qu'un écart est détecté (par exemple dû à des variations de charge), il ajuste immédiatement le courant de sortie pour une correction dynamique. L'ensemble du processus s'achève en quelques millisecondes, permettant ainsi au moteur d'atteindre rapidement la position cible et de la maintenir précisément, restant stable même en cas d'interférences externes. Cela offre des performances nettement supérieures à celles des solutions en boucle ouverte telles que les moteurs pas à pas, en termes de couple, de vitesse et de contrôle de position.
Types de servo-moteurs
Les moteurs servo peuvent être divisés en moteurs servo à courant continu (DC) et moteurs servo à courant alternatif (AC) en fonction du type d'alimentation électrique.
-
Moteurs à servo-circuit
Dans des conditions d'alimentation AC, les moteurs sont principalement classés en moteurs synchrones à aimant permanent (PMSM) et moteurs asynchrones (ASM), selon leur principe de fonctionnement et leur structure. Les PMSM offrent des avantages tels qu'une grande précision et une réponse rapide, et sont largement utilisés dans des applications de contrôle à haute précision telles que les robots industriels, les machines-outils à commande numérique (CNC), les équipements pour semi-conducteurs et les lignes de production automatisées. En revanche, les moteurs asynchrones sont plus adaptés aux équipements nécessitant une puissance élevée, une vitesse importante et une précision relativement moindre, comme les centrifugeuses, les compresseurs, etc.
-
Moteurs servo CC
Lorsqu'ils sont alimentés par du courant continu, les moteurs servo sont principalement classés en moteurs à courant continu avec balais (Brushed DC Servo Motors) et moteurs à courant continu sans balais (Brushless DC Servo Motors ou BLDC), selon leur structure et leur mode de fonctionnement. La différence fondamentale entre les deux réside dans leur méthode de commutation : les moteurs servo à courant continu avec balais utilisent une commutation mécanique, basée sur un contact physique entre les balais et le collecteur ; tandis que les moteurs servo BLDC utilisent une commutation électronique, exploitant des capteurs de position et des actionneurs pour un contrôle précis. Actuellement, les moteurs servo BLDC, grâce à leurs avantages significatifs en termes de performance, de fiabilité et de durée de vie, ont progressivement remplacé les modèles à balais et sont devenus le choix principal pour les applications servo exigeant une grande précision et une haute fiabilité.
Applications des moteurs servo
Les capacités uniques des moteurs servo les rendent indispensables dans de nombreux domaines :
- Automatisation industrielle : robotique, usinage CNC, équipements d'emballage, etc.
- Robotique : contrôle des articulations des bras et jambes robotiques avec des mouvements précis.
- Électronique grand public : Actionner l'objectif de l'appareil photo pour obtenir une mise au point automatique et contrôler le déplacement de la tête d'impression des imprimantes 3D haut de gamme.
- Équipement médical : Alimenter des outils précis dans les robots chirurgicaux et contrôler les pompes à fluide des machines de diagnostic.
Produits phares : Moteurs servo
-
Moteur CC servo intégré NEMA 23 : Moteur CC sans balais de taille de carcasse 57 mm intégrant un encodeur 16 bits et un variateur servo.
-
Moteur CC servo EtherCAT : Moteur servo couvrant la plage de puissance la plus courante de 0,05 kW à 7,5 kW avec encodeur magnétique absolu multitours 17 bits. Le variateur servo supporte les systèmes d'alimentation monophasés et triphasés avec communication EtherCAT.
-
Moteur CC servo par impulsion : Moteur servo couvrant la plage de puissance la plus courante de 0,05 kW à 7,5 kW avec encodeur magnétique absolu multitours 17 bits. Le variateur servo supporte les systèmes d'alimentation monophasés et triphasés avec communication par impulsion.
