Le servomoteur-pompe est un nouveau produit de contrôle de la vitesse variable hydraulique qui est apparu récemment. Elle se compose d'un servomoteur (à courant alternatif ou continu) et d'une pompe hydraulique quantitative ou variable. Les pompes à servomoteur constituent la source d'énergie du système hydraulique et permettent d'utiliser la méthode de régulation de la vitesse du moteur électrique pour réguler le débit du système hydraulique, en raison du processus de régulation qui remplace les vannes de contrôle variable de la pompe hydraulique (vannes de pression contrôlées par la pompe, vannes sensibles à la charge, vannes de régulation de puissance, vannes proportionnelles ou vannes numériques de commutation, etc.), ou qui remplace les vannes de contrôle hydrauliques pour réguler la vitesse du système hydraulique afin de réduire la perte de pression, de sorte que le débit de la régulation du processus d'économie d'énergie.
Le servomoteur convient à la fois à la rotation avant et à la rotation arrière et offre un fonctionnement souple. Son temps de réponse peut répondre aux exigences de certaines applications industrielles, notamment dans l'industrie des machines en plastique. Par conséquent, la combinaison d'un servomoteur, d'un entraînement et d'une pompe à engrenage interne a conduit au développement de produits d'application de la technologie de contrôle de la vitesse haut de gamme. Cet équipement est applicable à différents types de machines. Il s'agit notamment de machines pour le plastique, le moulage sous pression et le cuir de chaussure. Il convient également aux machines textiles, aux presses hydrauliques et aux machines de génie hydraulique. Il est particulièrement adapté aux machines à forte consommation d'énergie qui doivent être transformées de toute urgence pour économiser de l'énergie. À cet égard, les produits japonais et allemands sont plus mûrs et ont produit un effet de marque considérable sur le marché.
La structure d'un servomoteur CA à rotor en coupelle se compose de quatre parties : le stator extérieur, le rotor en coupelle, le stator intérieur et le compteur d'impulsions. La figure 2-9 ne montre que la partie rotor, qui est différente d'un moteur à induction unidirectionnel.
La différence la plus évidente entre les deux est qu'ils ont un enroulement de contrôle dans l'enroulement du servomoteur. Le fabricant fabrique le rotor à partir d'un matériau conducteur non magnétique (par exemple, le cuivre), tandis que le stator interne sert de circuit magnétique. L'enroulement d'excitation est contrôlé par la tension de commande U de l'enroulement de commande. Lorsque vous appliquez la tension de commande \( U \) à l'enroulement d'excitation, elle crée un champ magnétique tournant biphasé en série avec le condensateur. En choisissant la capacité de manière appropriée, vous pouvez faire en sorte que le déphasage du courant entre les deux enroulements soit proche de 90°. Ce champ magnétique tournant peut alors être considéré comme la synthèse de deux champs magnétiques tournants circulaires. Cependant, ces deux champs magnétiques circulaires tournants ont la même vitesse, la même direction opposée, mais leur amplitude n'est pas la même.
À ce moment, ils coupent le potentiel et le courant induits par l'enroulement du rotor. Le couple électromagnétique qu'ils génèrent s'oriente dans la direction opposée et varie en taille (le rotor avant subit un couple plus important, tandis que le rotor arrière subit un couple plus faible). Par conséquent, le couple synthétique n'est pas nul, ce qui entraîne la rotation du servomoteur dans le sens du champ magnétique avant. Avec l'augmentation du signal d'enroulement de commande \( U \), le champ magnétique se rapproche d'un champ circulaire. Par conséquent, le champ magnétique avant et son couple augmentent, tandis que le champ magnétique inverse et son couple diminuent. Cette augmentation du couple synthétique entraîne une augmentation de la vitesse du rotor, en supposant que le couple de charge reste constant.
Si la phase de \( U \) change, par exemple en la déplaçant de 180° (changement de polarité), le champ magnétique tournant tournera dans la direction opposée. Par conséquent, le couple synthétique généré s'inverse également, ce qui a pour effet d'inverser le sens de rotation du servomoteur. Si le signal de commande disparaît et que seul l'enroulement d'excitation est alimenté en courant, le servomoteur génère un champ magnétique pulsatoire. Ce phénomène est dû au fait que le champ magnétique produit est dépourvu de signal de commande. Le couple synthétique \( T \) produit par les champs magnétiques rotatifs positifs et négatifs, qui est divisé en champ magnétique pulsatoire, pointera dans la direction opposée au sens de rotation. Par conséquent, le moteur s'arrêtera immédiatement lorsque la tension de l'enroulement de commande sera nulle. C'est le mécanisme de contrôle de la vitesse du servomoteur.
Les développeurs font évoluer les servomoteurs vers des conceptions intégrées, y compris les moteurs CC sans balais et les systèmes de moteurs synchrones à aimant permanent. Ces moteurs intégrés deviennent le courant dominant dans les applications de régulation de vitesse et d'asservissement. En outre, la figure 2-10 montre les courbes caractéristiques des centrales de pompes asservies. La technologie de modulation de largeur d'impulsion (MLI) est à la base de la numérisation de la commande des moteurs.
Un système d'économie d'énergie à servocommande électro-hydraulique peut comprendre plusieurs composants clés. Il se compose d'un servomoteur électrohydraulique et d'un moteur synchrone triphasé à aimant permanent. En outre, le système comprend une servopompe professionnelle à haut rendement et un capteur de pression, ainsi que d'autres composants. En adoptant le contrôle vectoriel, le contrôle magnétique faible et un algorithme de contrôle PID spécial, le système peut atteindre une régulation précise. Ces techniques permettent au système de contrôler avec précision la pression et le débit requis tout au long du processus de travail. Cette approche élimine la perte d'énergie associée à l'étranglement à haute pression.
Il permet ainsi de réaliser des économies d'énergie et de puissance tout en réduisant la température de l'huile du système. Le rendement le plus élevé atteint 65%, et le rendement moyen est supérieur à 30%. Le tableau 2-19 présente une comparaison des performances entre les pompes asservies et les pompes à piston variable. Comme le montre ce tableau, la servopompe offre des réponses légèrement plus élevées en termes de pression et de débit que la pompe variable à piston. En outre, elle contrôle efficacement le bruit, économise l'énergie, présente une répétabilité élevée et améliore les caractéristiques de basse vitesse et de basse pression.
Tableau 2-19 Comparaison des performances de la servopompe et de la pompe à piston variable
| servopompe | pompes variables à piston | ||
| Caractéristiques du débit | linéarité | 1% | 2% |
| hystérésis | 1% | 3% | |
| Réponse maximale au débit/ms | 85 | 120 | |
| Répétabilité | 1% | 2% | |
| Caractéristiques de la pression | Pression nominale maximale/MPa | 20 | 25 |
| linéarité | 1% | 3% | |
| hystérésis | 1% | 2% | |
| Réponse à la pression maximale/ms | 85 | 120 | |
| Répétabilité | 1% | 2% | |
| Bruit/dB | 68 | 78 | |
| débit | petit | important | |
| Économies d'énergie (par rapport aux systèmes de pompes doseuses) | Plus de 40% | Plus de 20% | |
| Contrôle des basses vitesses et des basses pressions | bon | général | |
| Exigences relatives aux fluides hydrauliques | MAS 11 | NAS 9 | |
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