La conception à 4 pôles est plus robuste que l'équivalent à 2 pôles, mais peut également occuper le même espace et le même poids.Greg Dutfield de maxon UK explique.
Les moteurs à 4 pôles présentent des avantages dans le choix de moteurs micro CC pour des applications allant de l'aérospatiale au contrôle du forage de puits.La conception à 4 pôles est plus robuste que l'équivalent à 2 pôles, mais peut également occuper le même espace et le même poids.Greg Dutfield de maxon UK explique.
Pour les moteurs à courant continu nécessitant un couple élevé avec un faible poids et une compacité, un moteur à 4 pôles peut être le meilleur choix.Les moteurs à 4 pôles peuvent occuper le même encombrement que les moteurs à 2 pôles, mais ils sont capables de générer plus de couple.Il est important de noter qu’un moteur à 4 pôles est également plus puissant qu’un moteur à 2 pôles de taille comparable, ce qui signifie qu’il maintient sa vitesse avec plus de précision lorsqu’une charge est appliquée.
Le nombre de pôles fait référence au nombre de paires d'aimants permanents dans le moteur.Un moteur bipolaire possède une paire d’aimants opposés au nord et au sud.Lorsqu’un courant est appliqué entre les paires de pôles, un champ magnétique est créé, provoquant la rotation du rotor.Les configurations de moteur vont également de 4 pôles, comprenant deux paires de pôles, à des conceptions multipolaires, comprenant jusqu'à 12 pôles.
Le nombre de pôles est un aspect important de la conception du moteur car il affecte les caractéristiques de vitesse et de couple du moteur.Plus le nombre de pôles est faible, plus la vitesse du moteur est élevée.En effet, chaque rotation mécanique du rotor dépend de l'achèvement du cycle du champ magnétique pour chaque paire de pôles.Plus un moteur possède de paires d'aimants permanents, plus il faut de cycles d'excitation, ce qui signifie que plus le rotor met de temps pour effectuer une rotation de 360°.La vitesse est divisée par le nombre de paires de pôles à une fréquence fixe, donc en supposant un moteur bipolaire à 10 000 tr/min, un moteur à 4 pôles produira 5 000 tr/min, un moteur à six pôles fonctionnera à 3 300 tr/min, etc. ..
Les moteurs plus gros peuvent générer plus de couple quel que soit le nombre de pôles.Cependant, augmenter le nombre de pôles peut générer plus de couple qu’un moteur de même taille.Dans le cas d'un moteur à 4 pôles, son couple est considérablement augmenté par sa conception compacte avec un chemin de retour magnétique plus fin laissant plus d'espace pour deux paires de pôles à aimants permanents, et dans le cas des moteurs maxon, par son enroulement tressé breveté plus épais.
Bien qu'un moteur à 4 pôles puisse occuper le même encombrement qu'un moteur à 2 pôles, il convient de noter que l'augmentation du nombre de pôles de 6 à 12 signifie que la taille et le poids du châssis doivent être augmentés proportionnellement à accueillir le câble en cuivre supplémentaire., le fer et les aimants ne sont pas nécessaires.
La force d'un moteur est généralement déterminée par son gradient vitesse-couple, ce qui signifie qu'un moteur plus puissant peut maintenir la vitesse plus fermement lorsqu'une charge est appliquée.Le gradient vitesse-couple est mesuré par la diminution de la vitesse pour 1 mNm de charge.Des chiffres plus faibles et des pentes plus douces signifient que le moteur sera mieux en mesure de maintenir sa vitesse sous charge.
Un moteur plus puissant est possible grâce aux mêmes caractéristiques de conception qui lui permettent également d'atteindre des couples plus élevés, comme plus d'enroulements et l'utilisation de matériaux optimaux dans le processus de fabrication.Ainsi, un moteur à 4 pôles est plus fiable qu'un moteur à 2 pôles de même taille.
Par exemple, un moteur maxon à 4 pôles d'un diamètre de 22 mm a un gradient de vitesse et de couple de 19,4 tr/min/mNm, ce qui signifie qu'il ne perd que 19,4 tr/min pour chaque 1 mNm appliqué, tandis qu'un moteur à 2 pôles maxon du la même taille a un gradient de vitesse et de couple de 110 tr/min./mNm.Tous les fabricants de moteurs ne répondent pas aux exigences de conception et de matériaux de maxon, c'est pourquoi les marques alternatives de moteurs bipolaires peuvent avoir des gradients de vitesse et de couple plus élevés, indiquant un moteur plus faible.
Les applications aérospatiales bénéficient de la résistance accrue et de la légèreté des moteurs à 4 pôles.Ces attributs sont également nécessaires pour les outils électriques portatifs, qui nécessitent souvent plus de couple qu'un moteur bipolaire ne peut fournir, tout en étant légers et de petite taille.
Les performances du moteur à 4 pôles sont également importantes pour les fabricants de robots mobiles.Les robots à roues ou à chenilles doivent surmonter des terrains accidentés, des obstacles et des pentes abruptes lors de l'inspection d'oléoducs et de gazoducs ou de la recherche de victimes d'un tremblement de terre.Les moteurs à 4 pôles fournissent le couple et la puissance nécessaires pour surmonter ces charges, aidant ainsi les fabricants de robots mobiles à créer des conceptions compactes et légères.
La petite taille, combinée à de faibles gradients de vitesse et de couple, est également essentielle au contrôle des puits dans l’industrie pétrolière et gazière.Pour cette application, les moteurs compacts à 2 pôles ne sont pas assez puissants et les moteurs multipolaires sont trop grands pour l'espace d'inspection des embouts. Maxon a donc développé un moteur à 4 pôles de 32 mm.
De nombreuses applications adaptées aux moteurs tétrapolaires se produisent dans des environnements extrêmes ou dans des conditions qui nécessitent la capacité de fonctionner à haute température, haute pression et vibrations.Par exemple, les moteurs de contrôle des puits peuvent fonctionner à des températures supérieures à 200°C, tandis que les moteurs installés dans les véhicules sous-marins autonomes (AUV) sont logés dans des réservoirs sous pression remplis de pétrole.Grâce à des caractéristiques de conception supplémentaires telles que des manchons et des technologies pour améliorer la dissipation thermique, les moteurs compacts à 4 pôles peuvent résister à des conditions de fonctionnement extrêmes pendant de longues périodes.
Bien que les spécifications du moteur soient fondamentales, la conception de l'ensemble du système d'entraînement, y compris la boîte de vitesses, l'encodeur, l'entraînement et les commandes, doit être prise en compte pour optimiser l'application.En plus du conseil sur les spécifications des moteurs, les ingénieurs de maxon peuvent également travailler avec les équipes de développement OEM pour développer des systèmes d'entraînement complets spécifiques à une application.
maxon est l'un des principaux fournisseurs de servomoteurs et d'entraînements CC avec et sans balais de haute précision.Ces moteurs varient en taille de 4 mm à 90 mm et sont disponibles jusqu'à 500 W.Nous intégrons les commandes de moteurs, d'engrenages et de moteurs à courant continu dans des systèmes d'entraînement intelligents de haute précision qui peuvent être personnalisés pour répondre aux besoins spécifiques des applications de nos clients.
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