Servomoteurs refroidis par eau – Dans les cas suivants, ils sont particulièrement utiles et voici ce que vous devez observer

Les servomoteurs se distinguent par un niveau de rendement élevé de plus de 90 %. Ainsi, la majeure partie de l’énergie électrique est transformée en force mécanique. Les 10 % d’énergie électrique restants sont dissipés sous forme de chaleur.

Fonction et avantages du refroidissement par eau

Index

La dissipation de la chaleur est indispensable pour prévenir une surchauffe du moteur. Il existe plusieurs options pour dissiper la chaleur. Les moteurs non refroidis répandent la chaleur dans le carter de la machine à laquelle ils sont fixés et par convection daUne dissipation de la chaleur est indispensable pour prévenir une surchauffe du moteurns l’environnement. Les moteurs refroidis par air sont équipés d’un ventilateur qui souffle de l’air sur le carter du moteur afin de le refroidir. Les moteurs refroidis par liquide sont refroidis par de l’eau ou de l’huile qui circule dans les canaux de refroidissement du moteur.

Fonctionnement du refroidissement par eau

Le refroidissement des servomoteurs par liquide peut s’effectuer de différentes façons. Le stator d’un moteur est équipé de canaux généralement traversés par de l’eau car l’eau est le liquide caloporteur disposant du meilleur coefficient de conductivité thermique. C’est aussi pour cette raison qu’il est habituellement question de servomoteurs refroidis par eau, comme dans notre texte. Les conduites de refroidissement sont logées dans un chemisage spécial ou directement dans le carter du moteur, comme pour les servomoteurs refroidis par eau de Baumüller les plus récents. La variante avec un chemisage de refroidissement augmente l’encombrement, tandis que les dimensions des servomoteurs refroidis par eau directement installés dans le carter sont identiques à celles des moteurs non refroidis. En principe, l'eau est simplement refoulée à travers le moteur et constamment refroidie par un groupe de refroidissement. De cette façon, le moteur ne chauffe pas trop et peut assurer un rendement optimal. En principe, plus le moteur est alimenté en courant, plus il chauffe et plus le groupe de refroidissement doit être performant.

Le choix du refroidissement le mieux approprié n’est pas simple. Cette décision dépend de nombreux facteurs et les raisons de choisir un servomoteur refroidi par eau peuvent être nombreuses et variées.

10 cas de figure où l’utilisation de servomoteurs refroidis par eau est particulièrement utile et sensée.

Dynamique

Dynamique signifie que le processus nécessite des démarrages et des arrêts rapides avec peu de pauses. Plus la dynamique augmente, plus le moteur est alimenté en courant, ce qui le fait chauffer plus rapidement. Les servomoteurs refroidis par eau assurent une meilleure dissipation de la chaleur que les moteurs refroidis par air et se prêtent ainsi mieux à la réalisation de processus dynamiques. Grâce à la puissance de refroidissement améliorée, le moteur fournit un rendement jusqu’à 50 % supérieur à celui d’un moteur non refroidi. Cela permet ainsi de réduire les dimensions des moteurs dans de nombreux cas. Les moteurs plus petits ont une inertie de masse plus faible et facilitent la réalisation d’une performance dynamique élevée. Ces bonnes propriétés dynamiques des servomoteurs refroidis par eau permettent de réduire les temps de cycle et d'augmenter la productivité des machines.

Couple élevé

La grandeur des couples nominaux ou couples d’arrêt d’un moteur dépend de l’énergie qui peut être fournie. Le refroidissement par eau dissipe la chaleur contenue dans le système efficacement, de sorte à pouvoir amener beaucoup d’énergie et d’atteindre des couples élevés, sans le risque d’une surchauffe du moteur.

Couple élevé PLUS dynamique élevée

En règle générale, un compromis doit être trouvé entre les exigences de la dynamique et celles du couple. Les petits moteurs sont synonymes d’une meilleure dynamique, mais d’un couple plus faible. Les moteurs plus grands fournissent un couple plus élevé, mais sont moins dynamiques. Le refroidissement par eau permet de répondre aux deux exigences : une petite taille pour une dynamique élevée et un couple élevé grâce à un refroidissement optimal.

Contaminations de l’air

Lorsqu’un emplacement d’exploitation de la machine est pollué, par exemple par des fibres de coton dans l'industrie textile, cela entraîne une contamination des ventilateurs des moteurs refroidis par air. Des ventilateurs pollués ou partiellement contaminés ne peuvent pas refroidir efficacement le moteur. Un nettoyage régulier devient nécessaire et provoque des coûts d’entretien et de longues périodes d’arrêt. Un refroidissement par eau ne nécessite aucun nettoyage et génère des coûts d’entretien réduits. Un autre problème spécifique aux fibres textiles dans l’environnement machine est leur inflammabilité. Les fibres de coton peuvent s’enflammer à 80 °C. Comme le système de refroidissement par eau dissipe la chaleur directement au niveau du moteur, des températures trop élevées ne risquent pas d’être atteintes dans le système et la surface du moteur reste plus froide. L'utilisation de servomoteurs refroidis par eau dans l'industrie textile présente donc de multiples avantages.

Servocommandes refroidies par eau

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Température ambiante élevée

Si la température ambiante sur le site de production est particulière bild 1 small Dans le cas des servomoteurs DSD2 de Baumüller, les performances du servomoteur refroidi par eau d’une grandeur de 45 correspondent à celles d’un moteur non refroidi de 71. Ainsi, il est possible de réduire la grandeur du moteur de deux taillesment élevée, les servomoteurs refroidis par air et ceux non refroidis ne peuvent plus assurer des performances optimales, étant donné que l'air ne peut plus suffisamment absorber la chaleur ambiante. On observe une réduction de la puissance. L’efficacité du refroidissement par eau dépend de la température ambiante, sans devoir courir le risque d’une perte de puissance.

Espace limité

Comparés à d’autres types de refroidissement, la puissance des variantes de servomoteurs refroidies par eau est jusqu’à 50 % plus élevée. Cela permet souvent de réduire les dimensions des moteurs et d’économiser de l’espace. D’autre part, les servomoteurs refroidis par eau peuvent être placés très proches les uns des autres, car ils ne risquent pas de se faire chauffer réciproquement. De plus, le montage des ventilateurs ne requiert aucun espace.

Produits sensibles à la température

Le refroidissement agit directement sur le moteur et réduit l'apport de chaleur dans la machine, et ceci permet d’utiliser des produits sensibles à la température.

Eau ou huile déjà présente dans le système

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Si la machine fonctionne déjà à l'eau ou à l'huile, par exemple dans des applications servo-hydrauliques hybrides ou dans le travail des métaux, les coûts initiaux élevés du groupe de refroidissement sont superflus. Par conséquent, le système devient nettement plus rentable et sa puissance élevée et son design compact deviennent des avantages de poids.

Exigences élevées en matière d’hygiène

Les exigences en matière d'hygiène sont particulièrement élevées dans la production alimentaire et l'industrie pharmaceutique. Les ventilateurs des moteurs refroidis par air provoquent des turbulences dans l’air ambiant qui favorisent la propagation des spores et des germes. Les moteurs refroidis par eau permettent de parer à de tels problèmes.

Réduction des nuisances sonores

Un refroidissement par eau n’exige pas de ventilateurs et ceci réduit considérablement les nuisances sonores.

FAQ sur le refroidissement par eau

1. Est-ce que le refroidissement liquide est plus cher que refroidissement par air?

Oui, les servomoteurs refroidis par eau sont plus chers à l'achat que les servomoteurs non refroidis ou refroidis par air. Néanmoins, le refroidissement par eau offre un meilleur rapport prix/rendement. Les coûts du groupe de refroidissement avec ses accessoires contribuent au prix d'achat plus élevé des moteurs. Les coûts sont réduits si de l'eau ou de l'huile pouvant servir à refroidir les moteurs est déjà disponible au sein du système. Toutefois, même lorsque les coûts initiaux sont plus élevés, les avantages l'emportent souvent sur les coûts, notamment en ce qui concerne les coûts d’entretien ou les performances améliorées, de sorte que les coûts plus élevés sont rapidement rentabilisés. Pour chaque application, il faut calculer quelle est la méthode de refroidissement la plus sensée et la plus rentable.

2. Est-ce que l'huile hydraulique peut être utilisée comme liquide de refroidissement à la place de l'eau?

Oui, c’est possible, néanmoins la puissance baisse. L’utilisation d’une huile hydraulique conforme à la norme HLP 46 est à l’origine d’une perte de puissance de 10 et 20 %, selon le type de moteur. Cela s'explique par la viscosité plus élevée de l'huile, qui fait que le fluide circule plus lentement dans les canaux et que l'effet de refroidissement est plus faible. En outre, la capacité thermique de l'eau est supérieure à celle de l’huile, ceci signifie que l'eau absorbe mieux la chaleur que l’huile et qu’elle peut la dissiper plus facilement.

3. Quels sont les exigences pour le liquide de refroidissement?

Comme liquide de refroidissement, il convient d’utiliser une eau claire, exempte de matières en suspension et de saletés, et conforme à certaines spécifications concernant le pH, la dureté de l'eau, la teneur en sulfate, etc. Cependant, un traitement complexe de l'eau de refroidissement n'est pas nécessaire pour les servomoteurs Baumüller : les conduites de refroidissement sont composées de matériaux résistant à la corrosion comme l'acier inoxydable ou l'aluminium revêtu par immersion cathodique. La température optimale de refoulement du fluide de refroidissement (huile ou eau) est de 25 °C, mais peut s’élever jusqu'à 40 °C en courant le risque d’une perte de puissance. La formation d’eau de condensation n’est cependant pas exclue si la température de refoulement est très basse, bien que la température extérieure et l’humidité de l’air soient élevées. Dans un tel cas, il est préférable d’accepter une légère perte de puissance par la hausse de la température de refoulement afin d’éviter la formation d’eau de condensation.

4. Et concernant l'électronique?

Si les moteurs sont refroidis à l'eau, un refroidissement à l'eau des variateurs est également envisageable. Le refroidissement de l'électronique peut se faire avec le même système de refroidissement que les moteurs et le groupe de refroidissement est alors doublement rentable. Si l’emploi de servomoteurs refroidis par eau permet de réduire l’encombrement, les servocommandes seront également plus petites et les armoires de commande prendront moins d’espace.

5. Comment faire si je n'avais pas prévu d'avoir de l'eau sur la machine?

Pour installer une machine avec des moteurs refroidis par liquide, vous avez besoin d’un groupe de refroidissement qui refroidit le fluide de refroidissement à la température optimale. Ce groupe de refroidissement ne fait pas partie des pièces fournies avec les systèmes moteurs Baumüller. Nous serons ravis de vous recommander des partenaires fiables.

6. Quelles sont les opérations de maintenance pour l'opérateur?

Le refroidissement par eau ne génère aucun coût d’entretien supplémentaire en soi. Le système de refroidissement est un circuit fermé qui ne nécessite pas d’interventions fréquentes du service après-vente.