Ils sont essentiels pour les systèmes hautes performances car ils offrent un contrôle précis du couple, de la vitesse et de la position. Cependant, comme toute machine, les servomoteurs peuvent tomber en panne au fil du temps, perturbant souvent les opérations et entraînant des coûts importants. La durée de vie opérationnelle du moteur peut être augmentée, les dangers peuvent être réduits et la fiabilité peut être améliorée en comprenant les raisons sous-jacentes de ces pannes. Cet article explore six facteurs majeurs contribuant à la défaillance des servomoteurs, avec des informations spécifiques aux servomoteurs CA et CC.
Surchauffe
Comment cela se produit :
- Consommation de courant excessive : des charges élevées ou un réglage incorrect des servomoteurs peuvent entraîner une consommation de courant excessive, ce qui entraîne une surchauffe des enroulements du moteur.
- Refroidissement inadéquat : l’accumulation de poussière ou une ventilation bloquée dans les systèmes de refroidissement peut entraver la dissipation de la chaleur.
- Température ambiante élevée : le fonctionnement du moteur dans des environnements à températures extrêmes exacerbe les problèmes liés à la chaleur.
Effets sur les moteurs :
- Servomoteurs à courant alternatif : la surchauffe peut provoquer une rupture de l’isolation des enroulements du stator, réduisant ainsi l’efficacité du moteur et entraînant éventuellement une défaillance de l’enroulement.
- Servomoteurs à courant continu : les balais et les commutateurs sont particulièrement sensibles à la chaleur, ce qui entraîne une usure accélérée et une dégradation des performances.
Prévention :
- Inspectez et nettoyez régulièrement les voies de ventilation.
- Surveillez la température du moteur à l’aide de capteurs intégrés ou de thermocouples externes.
- Assurez-vous d’une répartition adéquate de la charge et évitez les surcharges.
Problèmes électriques
Comment cela se produit :
- Pointes de tension : les fluctuations de l’alimentation électrique peuvent endommager les composants du moteur.
- Déséquilibre des phases : une répartition inégale de la puissance entre les phases peut provoquer des contraintes sur les servomoteurs à courant alternatif.
- Mauvaises connexions : les bornes desserrées ou corrodées augmentent la résistance, entraînant une surchauffe et des arcs électriques.
Effets sur les moteurs :
- Servomoteurs à courant alternatif : un déséquilibre des phases ou des pointes de tension peuvent endommager les circuits d’entraînement et les enroulements du moteur.
- Moteurs servo à courant continu : une polarité incorrecte ou des connexions défectueuses peuvent provoquer des étincelles au niveau du commutateur, accélérant ainsi l’usure.
Prévention :
- Installez des parasurtenseurs et des stabilisateurs de tension.
- Vérifiez et resserrez régulièrement les connexions électriques.
- Assurez-vous que les charges sont équilibrées dans les systèmes multiphasés.
Usure mécanique
Comment cela se produit :
- Défaillance des roulements : les roulements se dégradent en raison d’une contamination, d’un mauvais alignement ou d’un manque de lubrification.
- Désalignement de l’arbre : le moteur et l’équipement associé peuvent vibrer et s’user en raison d’un mauvais alignement de l’accouplement.
- Déséquilibre du rotor : une répartition inégale du poids sur le rotor crée une contrainte supplémentaire.
Effets sur les moteurs :
- Moteurs servo à courant alternatif : les vibrations et le bruit indiquent des problèmes potentiels de roulement ou de rotor.
- Moteurs servo à courant continu : l’usure des balais et des commutateurs est courante en raison du contact constant pendant le fonctionnement.
Prévention :
- Mettez en œuvre un programme de maintenance proactif pour les roulements et les accouplements.
- Effectuez une analyse périodique des vibrations pour détecter un déséquilibre ou un désalignement du rotor.
- Remplacez rapidement les balais et les commutateurs usés.
Contamination
Comment cela se produit :
- Poussière et saleté : la pénétration de particules de poussière peut endommager les composants internes.
- Humidité : l’humidité et l’exposition à l’eau provoquent la corrosion des pièces métalliques.
- Exposition aux produits chimiques : les environnements industriels avec des produits chimiques corrosifs peuvent dégrader les pièces du moteur.
Effets sur les moteurs :
- Servomoteurs CA : les contaminants peuvent interférer avec les interactions entre le stator et le rotor, réduisant ainsi les performances.
- Servomoteurs CC : les balais et les commutateurs sont particulièrement vulnérables à la contamination, ce qui entraîne un flux de courant irrégulier.
Prévention :
- Utilisez des moteurs avec des boîtiers IP adaptés à l’environnement.
- Installez des filtres ou des joints pour empêcher la pénétration de contaminants.
- Entreposez les moteurs dans des zones propres et sèches lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
Installation et alignement incorrects
Comment cela se produit :
- Désalignement lors de la configuration : un mauvais alignement des arbres et des accouplements du moteur entraîne des contraintes mécaniques.
- Montage incorrect : des surfaces de montage lâches ou inégales créent des vibrations.
- Correspondance de charge incorrecte : la connexion d’un moteur à une charge incompatible entraîne une contrainte excessive.
Effets sur les moteurs :
- Servomoteurs CA : un mauvais alignement provoque des vibrations qui peuvent endommager les roulements et réduire la durée de vie du moteur.
Servomoteurs CC : une installation incorrecte augmente le risque de mauvais alignement des balais et d’arc électrique.
Prévention :
- Suivez les consignes d’installation recommandées par le fabricant.
- Utilisez des outils d’alignement de précision pendant la configuration.
- Assurez-vous que la charge correspond aux valeurs nominales de couple et de vitesse du moteur.
Problèmes de système d’entraînement et de contrôle
Comment cela se produit :
- Réglage incorrect : des paramètres PID (proportionnels, intégraux, dérivés) mal configurés dans le système d’entraînement entraînent une instabilité.
- Mécanismes de rétroaction défectueux : des encodeurs ou des capteurs endommagés perturbent le contrôle en boucle fermée.
- Compatibilité des variateurs : l’utilisation de variateurs et de moteurs incompatibles peut entraîner un fonctionnement inefficace ou une panne.
Effets sur les moteurs :
- Servomoteurs à courant alternatif : une mauvaise rétroaction perturbe le bon fonctionnement et peut entraîner des erreurs de positionnement.
- Servomoteurs à courant continu : un contrôle incohérent de l’entraînement entraîne un couple et une vitesse irréguliers.
Prévention :
- Étalonnez régulièrement les encodeurs et les systèmes de rétroaction.
- Assurez une bonne compatibilité entre le moteur et l’entraînement.
- Mettez à jour le micrologiciel et le logiciel de l’entraînement vers les dernières versions.
Comparaison des facteurs de défaillance : servomoteurs CA et CC
| Facteur | Servomoteurs AC | Servomoteurs DC |
| Surchauffe | Dommages à l’isolation dans les enroulements | Usure des balais et du collecteur |
| Problèmes électriques | Déséquilibre de phase, dommages au circuit de commande | Étincelles, dégradation du collecteur |
| Usure mécanique | Dommages aux roulements et au rotor | Usure des balais, piqûres sur le collecteur |
| Contamination | Impacte les performances du stator-rotor | Dommages aux balais et au collecteur dus à la poussière |
| Problèmes d’installation | Vibrations dues à un mauvais alignement | Arc électrique accru en raison d’un mauvais alignement des balais |
| Problèmes du système de contrôle | Erreurs de position causées par des encodeurs défectueux | Couple et vitesse irréguliers dus à un mauvais réglage du contrôle |
Visualisation des modes de défaillance courants
Vous trouverez ci-dessous un exemple de graphique présentant la fréquence des facteurs de défaillance des servomoteurs CA et CC sur la base d’observations du secteur :
Graphique de fréquence des défaillances
+———————+———————+———————+ |
Facteur de défaillance | Servomoteurs CA (%)| Servomoteurs CC (%) |
+———————+———————+———————+ |
Surchauffe | 25% | 30% | | Problèmes électriques | 20% | 15% |
| Usure mécanique | 30% | 35% | | Contamination | 10% | 10% |
| Problèmes d’installation | 10% | 5% | | Problèmes de contrôle | 5% | 5% |
+———————+———————+———————+
Représentation sous forme de graphique à secteurs
Je vais créer un graphique à secteurs pour visualiser ces points de données afin de mieux comprendre.
Meilleures pratiques pour éviter les défaillances des servomoteurs
- Mettez en œuvre la maintenance prédictive : utilisez des outils tels que l’analyse des vibrations et la thermographie pour détecter les problèmes avant qu’une défaillance ne se produise.
- Adoptez des mesures de protection de l’environnement : choisissez des moteurs avec des indices de protection appropriés et maintenez des conditions de fonctionnement propres.
- Formez régulièrement le personnel : équipez les opérateurs et les équipes de maintenance de connaissances sur la manipulation et le dépannage appropriés des moteurs.
- Surveillez les paramètres du moteur : suivez en permanence les paramètres tels que la température, le courant et la vitesse pour identifier les anomalies.
Les pannes de servomoteurs peuvent être minimisées en s’attaquant aux six principaux facteurs suivants : surchauffe, problèmes électriques, usure mécanique, contamination, installation incorrecte et problèmes du système d’entraînement. Que vous utilisiez des servomoteurs à courant alternatif pour leur contrôle précis ou des servomoteurs à courant continu pour leur rentabilité, des mesures proactives et un entretien régulier sont essentiels pour des performances et une longévité optimales. En tant que fabricant de servomoteurs réputé, Gian Transmission garantit l’accès à des moteurs de haute qualité et à des conseils d’experts, ce qui améliore encore la fiabilité et minimise le risque de panne.