Nous savons que le rôle d’un servomoteur est d’entraîner l’objet contrôlé. Le couple et la vitesse de cet objet sont déterminés par la tension du signal. Lorsque l’amplitude et la polarité de cette tension changent, la vitesse et le sens de rotation du moteur électrique changent également. On distingue généralement deux types de servomoteurs : les servomoteurs à courant alternatif (CA) et les servomoteurs à courant continu (CC). Cet article vous permettra de mieux comprendre le fonctionnement d’un servomoteur CA.
Structure d’un servomoteur à courant alternatif
Le principe de fonctionnement d’un servomoteur à courant alternatif est identique à celui d’un moteur asynchrone biphasé. Le stator comporte deux enroulements : un enroulement d’excitation et un enroulement de commande. La structure d’un servomoteur à courant alternatif se divise en deux parties : le stator et le rotor. La structure du stator est fondamentalement similaire à celle d’un moteur asynchrone monophasé à condensateur. Le stator est équipé de deux enroulements déphasés de 90° : l’enroulement d’excitation Rf, toujours alimenté par la tension alternative Uf, et l’enroulement de commande L, alimenté par le signal de commande Uc. C’est pourquoi les servomoteurs à courant alternatif sont également appelés servomoteurs biphasés.
Le rotor d’un servomoteur à courant alternatif est généralement constitué d’une cage d’écureuil, mais afin que le servomoteur ait une plage de vitesses plus large, des caractéristiques mécaniques linéaires, aucun phénomène de « rotation » et des performances de réponse rapides, il doit avoir deux caractéristiques : une résistance du rotor élevée et un moment d’inertie faible.
Lorsqu’un servomoteur à courant alternatif est utilisé, une tension d’excitation constante Uf est appliquée aux deux extrémités de l’enroulement d’excitation, et une tension de commande Uk est appliquée aux deux extrémités de l’enroulement de commande. Lorsque la tension est appliquée à l’enroulement du stator, le servomoteur se met à tourner rapidement. Le courant circulant dans les enroulements d’excitation et de commande génère un champ magnétique tournant dans le moteur. La rotation de ce champ magnétique détermine le sens de rotation du moteur. Si la tension appliquée à l’un des enroulements est inversée, le sens du champ magnétique tournant change, et le sens de rotation du moteur également. Afin de former un champ magnétique tournant circulaire dans le moteur, il est nécessaire qu’il y ait un déphasage de 90° entre la tension d’excitation Uf et la tension de commande Uk. Les méthodes courantes sont décrites ci-après.
1. Utilisez la tension de phase et la tension de ligne de l’alimentation triphasée pour former un déphasage de 90 degrés.
2. Utilisez n’importe quelle tension de ligne de l’alimentation triphasée.
3. Utiliser un réseau de déphasage.
4. Connectez les condensateurs en série dans la phase d’excitation.
Avantage du servomoteur à courant alternatif
1. Comme il n’y a ni balais ni commutateurs, il fonctionne de manière fiable et nécessite peu d’entretien.
2. Il est plus pratique de dissiper la chaleur de l’enroulement du stator.
3. L’inertie est faible et il est facile d’améliorer la vitesse du système.
4. Il s’adapte aux conditions de travail à haute vitesse et à couple élevé.
