Introduction

Toute simulation n'est qu'une approximation de la réalité. Il est donc préférable de procéder à des essais avec des systèmes d'entraînement physiques. Pour obtenir de bons résultats, il vaut la peine de tester plusieurs entraînements en parallèle, car les tolérances entraînent des écarts dans les résultats.

maxon n'est pas spécialisé dans la simulation d'entraînements. Nous testons directement les entraînements physiques (moteurs). Cependant, comme nous recevons de plus en plus de demandes de simulations, nous avons créé ce document. Vous y trouverez des réponses aux questions les plus courantes. Si vous ne trouvez pas de réponse à votre question, cherchez d'abord des solutions sur l'internet, car nous ne pouvons probablement pas vous apporter d'aide non plus.

Si vous connaissez bien les simulations et que vous découvrez des erreurs dans ce document, veuillez nous les signaler. Nous avons réalisé ce document au mieux de nos connaissances, mais nous ne pouvons pas exclure les erreurs.

 

données du moteur maxon

Vous trouverez des informations sur les données des moteurs sur notre site Internet (www.maxongroup.com) ou dans le catalogue maxon (epaper.maxongroup.com).

Les données des moteurs sont soumises à des tolérances et dépendent souvent des conditions environnementales, du mode d'installation et des paramètres et propriétés de la boucle de régulation. Un moteur chaud est différent d'un moteur froid.

Veuillez également tenir compte de la spécification standard maxon 100 (moteur DC) ou 101 (moteur EC) dans le catalogue (Catalogue 2023 à la page 88) et de l'explication de la terminologie au début de chaque capture dans le catalogue.

 

Vidéos d'explication

Nous avons préparé quelques courtes vidéos dans lesquelles vous pouvez apprendre quelles données du moteur sont importantes et comment les données doivent être interprétées. Vous trouverez la liste complète de toutes les vidéos en anglais sur academy.maxongroup.com.

 Un extrait dans ce tableau :

- Données moteur maxon 1 : Les limites de la plage de fonctionnement	YouTube	Vimeo
- données moteur maxon 2 : La courbe vitesse-couple	YouTube	Vimeo
- données moteur maxon 3 : Le bobinage	YouTube	Vimeo
- Commutation des moteurs DC	YouTube	Vimeo
- Commutation en bloc d'un moteur EC maxon sans balais	YouTube	Vimeo
- Commutation multipôle d'un moteur EC maxon	YouTube	Vimeo
- Moteur DC avec versus sans balais	YouTube	Vimeo
- Sélection du moteur et de l'entraînement	YouTube	Vimeo

 

Moteurs BLDC / EC (sans balais)

Un moteur BLDC n'est entièrement défini qu'avec l'électronique de commutation. Les données du catalogue s'appliquent à une simple commutation par bloc.

Pour la commutation sinusoïdale ou le FOC (Field Oriented Control), les paramètres du moteur sont différents.

• Puissance d'un moteur BLDC (EC) à commutation sinusoïdale

 

Constantes

Les constantes du moteur décrivent le comportement général. Elles ont des tolérances allant jusqu'à environ 10% et varient en fonction de la température du moteur. Les valeurs indiquées dans le catalogue maxon s'appliquent aux conditions standard maxon de 25°C. (pour les moteurs BLDC, voir la capture 2.2 de ce document).

pente vitesse/couple Δn/ΔM [tr/min/mNm] (ligne 14 du catalogue)

La pente vitesse/couple indique l'importance de la perte de vitesse lorsque le couple augmente. Plus la valeur est faible, plus le moteur est puissant et, par conséquent, moins la vitesse du moteur varie en fonction des variations de charge. La pente vitesse/couple est constant pour la plupart des moteurs et peut être calculé par le quotient de la vitesse idéale à vide et du couple de décrochage idéal. Cependant, plus le moteur chauffe, plus il est faible et plus la valeur augmente.

Pour les moteurs à bobinage noyé (maxon flat, EC-i, frameless et ECX TORQUE), la courbe vitesse/couple n'est pas une ligne droite. La pente vitesse/couple n'est pas constante et dépend de la vitesse. Dans la plage de fonctionnement continu, la pente vitesse/couple peut être estimée à l'aide de la formule suivante :

 

Constante du moteur K [NmW^-1/2]

Dans la littérature, on trouve souvent la constante moteur K au lieu de la pente de vitesse/couple. La constante du moteur donne la quantité de couple par racine carrée de la perte de puissance. La relation entre les deux paramètres est la suivante (en unités appropriées) :

L'équation du moteur, c'est-à-dire la dépendance de la vitesse angulaire ω par rapport au couple M, peut être réécrite comme suit :

 

Constante de couple kM [mNm/A] (ligne 12 du catalogue)

La constante de couple donne la relation proportionnelle entre le courant d'entrée et le couple de sortie. La constante de couple est un paramètre de conception, qui inclut la géométrie, la densité du champ magnétique et le bobinage. La physique sous-jacente est celle de la force ressentie par un fil porteur de courant dans un champ magnétique externe (force de Lorentz).
Le couple et le courant sont strictement proportionnels pour les moteurs maxon sans noyau. Les deux sont équivalents pour un moteur donné. Cela permet d'utiliser un moteur comme sonde de couple ; il suffit de mesurer le courant.
Pour les moteurs à noyau de fer, la proportionnalité reste valable pour des valeurs de courant réalistes. Ce n'est qu'à des courants extrêmement élevés (qui ne peuvent pratiquement jamais être atteints) que le couple produit serait plus faible en raison d'effets de saturation dans le noyau de fer.

Constante de vitesse kn [tr/min/V] (ligne 13 du catalogue)

La constante de vitesse est l'inverse de la constante du générateur. Elles décrivent toutes deux la proportionnalité entre la vitesse du moteur et la tension induite (force contre-électromotrice). La constante de vitesse est principalement utilisée pour calculer la vitesse idéale à vide pour une tension d'entrée donnée, sans tenir compte des pertes par frottement.
La constante de vitesse est la valeur inversée de la constante de couple.

 

Constante de la force contre-électromotrice ou constante du générateur kG [V/tr/min]

La constante de force contre-électromotrice est donc identique à la constante de couple (ligne 12 du catalogue). Elle n'est donnée que dans des unités différentes (Nm/A - π/30 = V/rpm).

 

Induction

L'inductance est définie comme le rapport entre la tension induite et le taux de variation du courant qui la provoque. Il s'agit d'un facteur de proportionnalité qui dépend de la géométrie des conducteurs du circuit et de la perméabilité magnétique des matériaux environnants. L'inductance dépend donc du signal de courant (sinusoïdal, en bloc, trapézoïdal) et de la fréquence correspondante.

 

Inductance terminale L [mH] (ligne 11)

La valeur catalogue est l'inductance du bobinage à l'arrêt et mesurée à 1 kHz, sinusoïdale. L'inductance effective du moteur dans le cas d'une excitation MLI carrée ne s'élève qu'à environ 30-80% de la valeur catalogue.

 

Inductance propre du stator des axes d et q Ld / Lq [mH]

Pour presque tous les moteurs maxon EC, nous avons Ld = Lq = 1/2 Lph-ph
(où Lph-ph est la valeur catalogue phase à phase)

Les exceptions sont les moteurs EC-i High torque et ECX TORQUE, pour lesquels Ld < Lq. La différence est faible (environ 10 %) et ne doit pas être prise en compte dans la commande orientée champ (FOC), puisque l'objectif est de minimiser le courant de champ Id.

 

Inductance de fuite/mutuelle L_M [mH]

L'inductance mutuelle résulte du courant circulant dans un bobinage qui induit une tension dans un bobinage adjacent. Par souci de simplicité, nous supposons que le moteur est parfait. L'inductance mutuelle est égale à la moitié de l'inductance propre. Le calcul exact est compliqué, vous trouverez sur Internet des moyens de le calculer sans autre information de la part de maxon.

 

Inductance à séquence nulle L₀ [mH]

Selon l'équation L₀ = L - 2 L_M, un moteur idéal a une inductance ZS nulle (L₀ = 0).

 

Fluctuation de l'inductance du stator Lx [mH]

Cette valeur correspond à la fluctuation de l'inductance propre et de l'inductance mutuelle en fonction de l'angle du rotor.

Lx = 0.5 · (L_d - L_q)

 

 

Amortissement du rotor : Frottement et pertes en fer

L'amortissement du rotor dans les moteurs provient du frottement dans les paliers et au niveau des balais ainsi que des pertes en fer (hystérésis et courants de Foucault). Dans le catalogue maxon, l'amortissement est indiqué comme le courant à vide (tolérance ±50%) correspondant à un couple de frottement (M_R = I₀ · k_M) à la vitesse à vide.
L'amortissement du rotor est approximé par deux paramètres, un couple d'amortissement constant et un paramètre d'amortissement dépendant de la vitesse (visqueux).

• M_VA [mNm] facteur constant (amortissement statique)
• c₅ [nNm/tr/min] facteur dépendant de la vitesse (amortissement visqueux)

Pour les moteurs C.C. maxon, le facteur dépendant de la vitesse (c₅) est plutôt faible. Dans la plupart des cas, on peut négliger la dépendance du courant à vide par rapport à la vitesse. Pour les moteurs EC, c₅ peut avoir une influence plus importante en raison de la forte dépendance à la vitesse du couple de frottement à perte par courants de Foucault (M_R = I₀ · k_M) à la vitesse à vide.

Les valeurs de M_VA et c₅ ne figurent pas dans les spécifications du catalogue maxon, mais seulement la valeur combinée du courant à vide à la vitesse à vide. Si vous avez besoin des paramètres d'amortissement statique et visqueux, ouvrez un ticket de support avec le numéro de pièce du moteur.