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Les 5 questions les plus souvent posées concernant les actionneurs électriques

Date: 15 février 2017

Blog du Martin: questions fréquentes de actionneurs électriques

Un actionneur électrique est, dans de nombreux cas, une excellente alternative à un vérin hydraulique. Bien que l’actionneur électrique linéaire soit de mieux en mieux accepté, je reçois tout de même régulièrement certaines questions de clients hésitant au sujet d’une solution électrique. Ci-après dans ce blog, les 5 questions les plus souvent posées parmi celles que je reçois régulièrement.

  1. Pour quelles raisons devrait-on choisir des actionneurs électriques plutôt qu'hydrauliques ?

Les actionneurs hydrauliques ont dans certains cas des avantages. Ils présentent une puissance volumique élevée, des frais d’investissement initiaux bas pour les composants, une rigidité moyenne à forte, une vitesse élevée, et c’est une technologie couramment utilisée. Dans certains cas toutefois, un vérin hydraulique peut s’avérer moins avantageux pour un système. Sans l’aide d’un appareillage d’ajustage complémentaire, ils présentent une précision et une répétabilité modérées.

En outre, les systèmes comportant des pompes et des flexibles sont complexes et les frais d’installation et d’entretien sont élevés. De plus, le rendement énergétique est bas, et ces systèmes ont un impact écologique négatif. Dans ces cas-là, les actionneurs électriques offrent une meilleure solution..

  1. Quels sont les principaux avantages à utiliser un actionneur électrique plutôt qu’hydraulique ?

Les actionneurs électriques peuvent atteindre des vitesses et des forces élevées ; ils sont flexibles et faciles à programmer pour diverses applications. Ils présentent en outre une précision et une répétabilité élevées ; ils sont efficaces, simples à installer, ne demandent que peu d’entretien et sont écologiques.

En optant pour une solution électrique plutôt qu’hydraulique, l’utilisateur évite les fuites d'huile et la pollution, et améliore la sécurité des salariés. Les actionneurs électriques ont encore d’autres avantages écologiques, tels que :

  • Un rendement énergétique plus élevé et donc une consommation d’énergie moindre.
  • Un fonctionnement plus silencieux / un niveau sonore plus bas.
  • Pratiquement pas de consommation d’énergie lorsque l’actionneur n’est pas en service, tandis qu’avec les systèmes hydrauliques, les pompes continuent à tourner durant les périodes d’inactivité, et consomment alors pas mal d’énergie.
  • Absence de déchets liquides, tandis qu’avec des systèmes hydrauliques, lors d’un entretien normal ou d’une réparation, les liquides hydrauliques doivent être éliminés de manière écologique.
  • Les actionneurs électriques représentent, de plus, une solution non-toxique, surtout exigée dans l’industrie agroalimentaire.
  1. Quels sont les défis à relever lors du remplacement d’un système hydraulique et à quoi faut-il faire attention lors de la conversion vers des actionneurs électriques ?

Il y a certains défis lors du passage d’un système actionneur hydraulique vers des actionneurs électriques. Lorsqu’un système possède plusieurs actionneurs hydrauliques, le remplacement à l’unité peut s’avérer un peu plus complexe que de remplacer simultanément tous les axes de machine.

Dans des conditions de charge difficiles, il est possible d’envisager des butées ou de modifier le profil de déplacement afin de réduire les forces d’impact et les fortes vibrations.

La transition correcte d’un type d’actionneur vers l’autre nécessite une bonne compréhension de la détermination adéquate des dimensions du nouvel actionneur. La course réelle devra être mesurée, en association avec les bonnes décisions à prendre concernant le montage. Pour une évaluation simple de la puissance nécessaire, on peut multiplier le diamètre du piston par la pression de la pompe. Cela aide, lors du processus de sélection de l’actionneur électrique, à choisir entre la force mesurée idéale et la force calculée acceptable. Le technicien doit connaître la vitesse lors de l’aller- retour du piston, le nombre de cycles par minute, par heure et par jour, ainsi que le nombre d’équipes ou de jours dans la semaine durant lesquels l’actionneur est utilisé. Sans oublier non plus l’environnement de travail, comme la température, l’encrassement possible, l’humidité et les risques d’explosion.

  1. Quels sont les développements d’actionneurs électriques ayant permis d’améliorer les processus actuels ?

Ces dernières années ont vu l’apparition d’actionneurs électromécaniques intégrant un servomoteur rotatif associé à une conversion du mouvement rotatif en translation linéaire, comme pour une vis à rouleaux satellites. Les vis à rouleaux comportent des écrous qui se déplacent l long d’une broche, et qui sont engrenés entre eux et avec une enveloppe, de la même manière qu’un train d'engrenages planétaires. La vis à rouleaux a de ce fait plus de points de contact qu’une vis à billes.

Ceci procure un certain nombre d’avantages prépondérants à l’actionneur électrique à vis à rouleaux :

  • La force appliquée est ainsi répartie sur une plus grande surface, avec pour résultat des niveaux de contraintes réduits et une durée de vie plus longue.
  • Lorsque des forces importantes sont exigées, les actionneurs à vis à rouleaux permettent des vitesses linéaires plus élevées que les vis à billes. Il y a également moins de vibrations et donc moins de bruit.
  • La grande capacité de charge des vis à rouleaux autorise un mécanisme plus petit et plus léger qu’une vis à billes.
  • Pour optimiser davantage le poids et les dimensions, les nouveaux modèles d’actionneurs électriques associent une vis à rouleaux et un servomoteur et une seule unité. L’intégration du moteur permet des dimensions compactes et diminue le nombre de composants.
  • L’entraînement direct du mécanisme de la vis à rouleaux évite le jeu dans les accouplements et les transmissions, ce qui donne une meilleure dynamique et permet de meilleures prestations.

Outre l’intégration de servomoteurs à vis à rouleaux, les développements de moteurs sans balais (brushless) à dispositifs de rétroaction assurent une précision et une répétabilité meilleures.

Les actionneurs électriques traditionnels utilisent le plus souvent des moteurs asynchrones mono- ou triphasés comme force motrice. Le problème avec ce concept, c’est que lorsque l’actionneur doit changer de direction, démarrer ou s’arrêter, le fonctionnement est limité par la montée en température du moteur et que ce dernier a dès lors un nombre de cycles de fonctionnement limité. L’utilisation de servomoteurs sans balais CA et CC, ainsi que l’intégration de vis à rouleaux, permettent un contrôle très précis, tant en termes de position que de vitesse de l’axe de sortie de l’actionneur.

  1. Quelles sont les industries actuelles ayant intérêt à utiliser des actionneurs électriques ?

Différentes industries utilisent avec intérêt les actionneurs électriques linéaires pour leurs systèmes. Ainsi, ils sont utilisés dans l’industrie automobile, l’imprimerie, l’industrie agroalimentaire, l’industrie de transformation, pour les appareils de soudage, les applications de dosage et de remplissage, les applications de presse, etc.

L’industrie agroalimentaire utilise des actionneurs électriques pour les machines de remplissage, pour la production de produits en dés, ainsi que le transport et l’indexation de produits.

Les industries pétrolière et gazière utilisent des actionneurs électriques pour remplacer les actionneurs hydrauliques et pneumatiques, en raison de leurs avantages environnementaux et du contrôle plus flexible et plus précis. Les solutions hydrauliques comme pneumatiques présentent des risques de fuites, pouvant entraîner des situations dangereuses (par. une pollution, ou du gaz inflammable là où le méthane est habituellement utilisé comme le fluide pneumatique dans le champ pétrolifère).

Les actionneurs électriques sont de plus en plus utilisés pour résoudre ces problèmes.

 

Tout un éventail d’avantages, applicables à de nombreuses situations, et qui parlent en faveur de l’utilisation d’actionneurs électriques. Vous avez envie d'en savoir plus ? Ou discuter d’une application ? N’hésitez pas à me contacter !


Posté par: Martin van der Steenhoven

Martin van der Steenhoven


+31 297 38 05 54
martin@atbautomation.eu

Martin van der Steenhoven travaille depuis 2011 chez ATB Automation. Martin est product manager pour les systèmes linéaires tels que les servo-actionneurs Exlar, les actionneurs pour robots industriels IAI et les unités linéaires HSB.



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