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  1. 1. 3. Caractéristiques moteurs page 1 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 3. Caractéristiques Moteurs caractéristiques moteur et plages d'utilisation Séminaire, © maxon motor ag 2008 Partie 4: Caractéristiques des moteurs DC courbes caractéristiques plages d'utilisation données au catalogue s'applique aux moteurs DC et EC – ainsi EC = brushless DC (BLDC) Pmech = p × J P = R×I P U I el = × n M 30 2
  2. 2. 3. Caractéristiques moteurs page 2 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Création de force et couple forces: force sur conducteur avec courant au champs magnétique couple: somme de tous les forces à la distance de l'axe influences: géométrie densité du flux nombre de tours courant I construction M= kM ×I application direction de courant vers balais force force champs magnétique direction de courant vers bride Constantes électromecaniques constante de couple kM – couple produit proportionnel au courant moteur – unité: mNm / A constante de vitesse kn – lois d'induction: Variation de flux induit une tension proportionnelle à la vitesse – utilisée pour la calculation de la vitesse à vide n0 – unité: min-1 / V relation – kM et kn sont des valeurs réciproques – exprimé en unités du catalogue M k I M = × n ind n = k ×U n k U 0 n = × min V 30'000mNm A k k 1 M n − p × =
  3. 3. 3. Caractéristiques moteurs page 3 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Moteur comme circuit électrique tension moteur U: ¶ U = L × I +R×I +EMK @ R×I +U ¶ t ind U I _ + FEM R L Uind = U−R×I M n = U − R × n kM k 30'000 R M = × − D n M n k U M k n k U n 2M n × D × × p = × − FEM: tension induite résistance (bobinage) R inductivité de bobinage L • chute de tension à travers L peut être négligée pour des moteurs DC Courbe vitesse-couple vitesse n = × − D n n k U n × D couple M U UN U = UN MH n0 Dn DM n k U 0 n = × M M IA courant I
  4. 4. 3. Caractéristiques moteurs page 4 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Pente vitesse / couple Combien la vitesse est-elle réduit Dn, si le couple du moteur est élevé de DM? vitesse n n D n 30'000 × = 2 M M M couple M H n0 Dn M1, n1 DM i moteur fort: • courbe vitesse-couple plate, Dn/DM petit • insensible aux variations de charge • p.ex. aimant fort, large moteur M2, n2 moteur faible: • courbe vitesse-couple raide, Dn/DM grand • insensible aux variations de charge • p.ex. aimant faible, petit moteur iH R k M p × = D Série des bobinages n variantes de bobinages pour adapter: la puissance électrique d'entrée (tension, courant) la puissance mécanique de sortie (vitesse, couple) M à U = constant fil gros fil mince pente vitesse-couple pratiquement constante pour la série de bobinage facteur de remplissage constant: même densité de cuivre
  5. 5. 3. Caractéristiques moteurs page 5 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Série des bobinages résistance augmente de gauche à droit faible résistance fil gros avec peux de tours faible tension nominale courants à vide et de démarrage élevés faible constante de couple (mNm/A) haute constante de vitesse (min-1/V) haute résistance fil mince avec beaucoup de tours tension nominale élevée courants à vide et de démarrage faibles haute constante de couple (mNm/A) petite constante de vitesse (min-1/V) Caractéristiques des moteurs maxon Valeurs à la tension nominale Caractéristiques Données thermiques Données mécaniques (palier/roulements)
  6. 6. 3. Caractéristiques moteurs page 6 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Valeurs à la tension nominale à la tension nominale UN au courant nominal IN décrivent des points de travail spécifiques: point de travail nominal – vitesse nominal résultante nN – couple nominal résultant MN démarrage – couple de dém. résultant MH – courant de dém. résultant IA point de travail à vide – vitesse à vide résultante n0 – courant à vide résultant I0 n M Caractéristiques moteurs décrivent la construction et le comportement en général indépendant de tension et courant valeurs dépendants du bobinage (électromécanique) – résistance aux bornes (phase-phase) R – inductivité aux bornes (phase-phase) L – constante de couple kM – constante de vitesse kn valeurs quasiment indépendants du bobinage(mécanique) – pente vitesse-couple Dn/DM – constante de temps mécanique tm – inertie du rotor JMot
  7. 7. 3. Caractéristiques moteurs page 7 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Données thermiques décrivent le comportement et les limites thermiques dépendent fortement des conditions de montage conditions standard: échauffer et refroidir – résistance therm. carcasse-ambiant Rth2 – résistance therm. bobinage-carcasse Rth1 – constante de temps thermique bobinage tthW – constante de temps thermique moteur tthS limites thermiques – gamme de température ambiante – température max. de bobinage Tmax plaque en plastique montage horizontale convection libre à température ambiante de 25 °C Données mécaniques décrivent la vitesse limite et les paliers et roulements nombre de tours limite – considérations de durée de vie des roulements (EC) – vitesse relative max. entre collecteur et balais (DC) jeu axial et radial – supprimés par une précharge axiale charge axiale et radiale – dynamique: en opération – statique: arrêté force de chassage (axe soutenu) F5 Fd l d charge radiale pour les différentes distances Fd » F5
  8. 8. 3. Caractéristiques moteurs page 8 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Tolérances standard maxon résistance de bobinage +/- 7 % valeurs magnétique +/- 8 % – kM proportionnel DkM +/- 8% – kn réciproque Dkn -/+ 8% – aimant plus faible n0 augmenté – aimant plus fort n0 réduit n M 1.08 1.0 0.86 1.0 1.16 0.92 Influence de la température coefficient de température Cu + 0.39 % par K AlNiCo - 0.02 % pro K Ferrit - 0.2 % pro K NdFeB - 0.13 % pro K température résistance valeurs magnétiques exemple: moteur RE DT = + 50K R: + 19.5 % kn + 6.5 % (vitesse à vide) kM - 6.5 % (plus de courant!) couple de démarrage MH : - 22 %
  9. 9. 3. Caractéristiques moteurs page 9 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Les limites du moteur: Plages d'utilisation MN,IN nmax vitesse n couple M courant I fonctionnement permanent fonctionnement intermittent - température ambiante réduite - bonne dissipation - température ambiante augmentée - mauvaise dissipation Fonctionnement intermittent en surcharge moteur peut être surcharge en courte durée – limite: température max. de bobinage – dépends de la constante de temps thermique de bobinage tW et l'échelle durée de la de la surcharge surcharge fonctionnement en courte durée possible valeurs typique Last MN 2MN 3MN 4MN 5tW 4tW 3tW 2tW 1tW fonctionnement en courte durée interdit M fonctionnement permanent
  10. 10. 3. Caractéristiques moteurs page 10 Séminaire, 2008 © by maxon motor ag, 2008 Puissance assignée pas de critères uniformes – puissance électrique au point de travail nominal – puissance de sortie au point de travail nominal: – ou puissance de sortie max. P2,max – mais aussi des facteurs marché résultat: – Puissance assignée n'est que un valeur indicatif – l'entraînement doit respecter vitesse et couple indépendamment P = p × × typ N N n M 30 10 W n M

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