Moteurs couple - broche Gamme TK « frameless »
La gamme TK de moteurs frameless offre LES PLUS HAUTES DENSITES DE COUPLE disponibles à ce jour pour les applications d’entraînements directs à hautes performances.
Contrairement aux moteurs couple traditionnels, la gamme TK associe des forts couples et un fonctionnement à haute vitesse, elle peu ainsi être utilisée indifféremment en tant que moteur « couple » pour l’entraînement de plateaux et comme moteur de broche (voir Moteur pour électrobroche).
Les moteurs TK sont constitués d’un rotor et d’un stator fournis séparément adaptés pour un assemblage direct dans la structure de la machine.
Ces moteurs triphasés synchrones à aimant permanents terres rares (Néodyme Fer Bore) peuvent être "défluxable" ce qui offre la possibilité d’un pilotage avec contrôle de flux pour un travail à puissance constante jusqu’à 10 fois la vitesse nominale.
Les rotors utilisent les aimants spéciaux à faible coefficient de pertes conçus et fabriqués par Phase, permettant ainsi des très hautes vitesses et un rotor mince isotrope.
Tous les rotors sont constitués d’un corps rigide avec des aimants montés mécaniquement (sans colle) et maintenus par un manchon préchargé en fibre de carbone autorisant sans risque les très hautes vitesses.
La technologie développée par PHASE (bobinage, encoche fermée, géométrie des aimants…) fait que les moteurs TK présentent les plus faibles ondulations de couple (cogging).
Les rotors sont fréquemment adaptés pour un montage direct des roulements, des codeurs ou des freins.
Tous les moteurs TK sont compatible au refroidissement liquide (eau) sur l’extérieur du stator pour des performances maximums, néanmoins il est aussi possible d'utiliser seulement un refroidissement par conduction / convection.
Attention : Le fonctionnement à puissance constante (contrôle de flux) nécessite obligatoirement un refroidissement liquide.
Des carcasses "custom" avec circuit de refroidissement complet ou même des sous ensembles de machine avec carcasse, roulements et codeur sont produites sur demande sur la base des circuits magnétiques disponibles.
Les couples disponibles vont de 2 Nm à plus de 500 000 Nm pour des diamètres allant de 85 mm à 3080 mm.
Au delà de cette taille des moteurs "semi custom" segmentés sont disponibles, actuellement jusqu'à 18 m de diamètre! Cette technologie de moteur segmenté a été mise en oeuvre par Phase Motion Control sur tous les plus grands télescopes du monde à entrainement direct, le premier fût le VLT en 1992.
Le moteur en kit (de notre gamme TK) est en général intégré au coeur de la machine.
Note gamme de moteur en kit permet de couvrir tous les besoins de quelques Nm à plusieurs centaines de milliers de Nm et pour des puissances pouvant dépasser le MW :
De quelques Nm à quelques centaines de Nm : applications basses, moyennes et hautes vitesses jusqu'à 30000 tr/min.
Jusqu'à quelques milliers de Nm : applications basses, moyennes et vitesses élevées jusqu'à 8000 tr/min.
Jusqu’à plus de 10000 Nm : applications basses et moyennes vitesses jusqu'à 2000 tr/min.
Jusqu’à plus de 20000 Nm : applications basses et moyennes vitesses jusqu'à 1000 tr/min.
Jusqu’à plus de 50000 Nm : applications basses vitesses jusqu'à 500 tr/min.
Jusqu’à plus de 500000 Nm : applications basses vitesses jusqu'à 350 tr/min.
Applications types couvertes par la gamme TK:
- Moteurs couple (moteurs courts à fort couple et basse vitesse)
- Plateaux d’usinage pour machines outils.
- Indexeurs pour machine transfert.
- Orientation de la tête d’usinage de machines outils.
- Actionneurs rotatifs de grande dimension pour l’assemblage.
- Système de positionnement ultra-précis.
- Energie : Génératrices à entrainement direct
- Economie d'énergie : système à haut rendement pour remplacement de systèmes hydrauliques.
Les applications type peuvent être regroupées en 3 catégories :
- Basses vitesses (« Moteurs couple ») :
- Plateaux d’usinages
- Têtes d'usinage
- Entraînement direct de grande précision (antennes radar,…)
- Indexeurs, carrousels à haute performance
- Presse électrique.
- Extrudeuse…
- Densité de couple élevée et vitesse élevée :
- Plateaux mixtes tournage/fraisage
- Electrobroche
- Banc d’essai…
- densité de puissance élevée :
- Electrobroche
- Entraînement à vitesse variable ou non, avec rendement très élevé et volume réduit. (compresseurs, pompes…); remplacement de systèmes hydrauliques.
- Traction (véhicule hybride ou 100% électrique)…
Cette liste non exhaustive montre que les moteurs TK peuvent répondre à toutes vos demandes pour des entraînements nécessitant des hautes performances.
On notera en particulier que ces moteurs peuvent aussi développer de forte puissance dans des encombrements réduits avec de haut rendements (typiquement >97%)
On pourra avantageusement utiliser ces moteurs dans des applications d’entraînements simples (process, pompes, compresseur, extrusion…) de 50 à plus de 1000 kW en remplacement de moteurs hydrauliques ou de moteurs asynchrones volumineux et peu efficaces (en particulier sur les applications à vitesse variable!) ou DC. (Voir Efficacité Energétique)
L’économie d’énergie paye très rapidement l’installation !
Génératrice jusqu’à 5 MW :
Les moteurs TK peuvent avantageusement être utilisés comme génératrices à entraînement direct à haut rendement pour des applications telles que l’éolien ou le mini-hydraulique.
Voir notre page consacrée aux énergie renouvelables.
Bobinage adapté : 
En général le bobinage est adapté au besoin en puisance de l'application pour ne pas surdimensionner les électroniques de puissance.
Adaptation mécanique :
Les interfaces standards décrites dans les plans types (voir plans) peuvent être adaptées afin d'optimiser l'intégration au coeur de la machine.
Par exemple il est possible de choisir le coté de fixation par rapport à la psoton de fils sur le stator; ou encore de défnir les interfaces du rotor, il est même envisageable de réaliser un rotor plus complexe qui serait directement un sous ensemble de la machine (porte de roulement intégrée,...)
Cela permet de réduire les coûts et de simplifier la conception.
Système complet intégré :
Il est possible d'étudier en partenariat avec nos clients et de réaliser sur la base de ces moteurs en kit un moteur complet ou un système mécatronique complet (broche, actionneur,...).
la gamme TK peut servir de base au développement d’actionneur ou de système complet électromécanique voire mécatronique entièrement customisés.
Caractéristiques principales de la gamme TK:
Gamme standard de 2 Nm à plus de 500 000 Nm
jusqu'à plus de 1 000 000 Nm sur projet custom (moteur segmenté par exemple)
Les plus hautes densités de couple (nominal et impulsionnel)
Les plus hautes densités de puissance (fonctionnement broche)
Capacité de fonctionnement à vitesse élevée.(jusqu’à 30000 tr/min)
Moteurs « défluxable » (fonctionnement à puissance constante) jusqu’à plus de 10 fois la vitesse nominale.
Les plus faibles cogging (couple d'encochage).
Aimants maintenus mécaniquement (pas de défaillance possible des rotors)
Isolation renforcée (triple imprégnation; encapsulation)
Grande adaptabilité électrique (bobinages) et mécanique.
APPLICATIONS TYPES :
Enlevement de copeaux:
- Plateau à entrainement direct avec capacité mixte de tournage et de fraisage.
- Electrobroche d'usinage et broche de tour.
- Moteur tubulaire pour tour multibroches
- Table d'indexage pour machine transfert.
Formage des métaux:
- Presse électrique
- Machine de roulage à froid
- Entrainement direct pour le laminage / étirage à chaud et à froid
Plastique:
- Extrudeur : entrainement direct de la vis
- Module d'injection et mélangeur pour les presses à injecter (remplacement des systèmes hydrauliques)
- Suppression des réducteurs sur les mélangeurs, broyeurs et malaxeurs
Energie:
- Génératrices à aimants permanents pour les petitie centrales vapeur ou turbine à gaz, et le cogénération.
- Génératrices à entrainement direct, basse vitesse et à haut rendement pour l'éolien ou les petits systèmes hydraulique (jusqu'à 5 MW).
Caractéristiques générales de la gamme TK :
Le couple nominal du tableau suivant correspond à une plage de couple dépendant de la longueur du moteur.
La colonne "densité" de couple donne une valeur approximative permettant d'estimer la longueur active du moteur.
Par exemple un TK85 développant 10 Nm S1 aura une longueur active de 100 mm.
La vitesse maximum indiquée dépend du bobinage.
Moteur TK |
Couple nominal S1 Nm Refroidissement liquide |
« Densité » de couple Nm / mm |
Vitesse Max. Tr/min jusqu'à |
Diamètre extérieur mm |
Diamètre max. intérieur rotor mm |
|
TK85 |
2-20 |
0.1 |
15000 |
96 |
44 |
|
TK106 |
4-40 |
0.2 |
12000 |
121 |
63 |
|
TK110 |
4-60 |
0.2 |
20000 |
123 |
54 |
|
TK120 |
4-100 |
0.45 |
15000 |
120 |
60 |
|
TK142 |
10-150 |
0.65 |
10000 |
150 |
72 |
|
TK164 |
20-300 |
1.0 |
12000 |
175 |
90 |
|
TK172 |
20-300 |
0.6 |
20000 |
186 |
80 |
|
TK195 |
30-500 |
1.1 |
20000 |
209 |
90 |
|
TK210 |
10-120 |
1.9 |
4000 |
220 |
120 |
|
TK220 |
60-600 |
1.9 |
15000 |
240 |
110 |
|
TK230 |
60-700 |
2.2 |
5000 |
230 |
140 |
|
TK240 |
70-700 |
2.0 |
10000 |
251 |
142 |
|
TK260 |
150-1000 |
2.5 |
15000 |
274 |
128 |
|
TK270 |
150-1400 |
2.9 |
10000 |
284 |
160 |
|
TK310 |
200-2000 |
5.1 |
4000 |
310 |
200 |
|
TK340 |
200-2500 |
4.4 |
10000 |
360 |
200 |
|
TK370 |
300-4000 |
7.0 |
4000 |
381 |
268 |
|
TK440 |
400-4000 |
11.0 |
2000 |
440 |
300 |
|
TK450 |
500-6000 |
10.0 |
5000 |
466 |
325 |
|
TK540 |
600-8000 |
15.5 |
3000 |
550 |
400 |
|
TK570 |
1000-10000 |
16.0 |
2000 |
580 |
460 |
|
TK795 |
3000-20000 |
40.0 |
1000 |
817 |
640 |
|
TK1150 |
10000-100000 |
90.0 |
500 |
1210 |
908 |
|
TK1340 |
10000-100000 |
125.0 |
400 |
1350 |
1100 |
|
TK1700 |
10000-200000 |
250 |
300 |
1780 |
1450 |
|
TK2000 |
15000-300000 |
300 |
300 |
2060 |
1700 |
|
TK3080 |
30000-500000 |
650 |
300 |
3080 |
2700 |
Les vitesses nominales dépendent des bobinages : très grand choix => nous consulter.
Les vitesses maximum des moteurs sont principalement limitées par le bobinage et le nombre de pôles (fréquence). Dans ce tableau les vitesses sont limitées par une fréquence maximum fixée à 1000 Hz, il est possible d'aller au-delà mais il faudra faire attention au choix du variateur.
Les couples maximum du tableau correspondent à des longueurs actives raisonnables, il peut être possible de faire plus.
Bien que l’ensemble des moteurs TK puissent être utilisés indifféremment pour des applications à basse vitesse (moteur couple) ou des applications à haute vitesse (typiquement électrobroche), certains moteurs de la gamme profitent de design spécialement adaptés aux hautes vitesses.
Voir notre page moteurs pour électrobroche
La gamme étant trés adaptable il n'est pas forcément évident de définir seul la meilleur solution pour votre application.
Nous pouvons vous aider!
Avec le configurateur vous pouvez définir votre besoin et obtenir la courbe du moteur avec le bobinage adapté à votre application!
Accès au configurateur moteur couple TK.
Pour optimiser votre éventuel prédimensionnement il est possible de nous envoyer la définition de votre besoin :
Inscrivez ici vos besoins et nous définirons la solution la plus adaptée à votre application. Si vous avez des doutes quant à certaines données, n'hésitez pas à nous contacter de manière plus directe ici.
Renseignez vos besoins en puissance, couple et dimensions
Options et accessoires disponibles pour les moteurs couple et électrobroche TK :
Les moteurs couple de la gamme TK sont en génénral livrés nu (frameless ou en kit) pour être intégré au coeur de la machine.
De manière quasi standard les moteurs sont adaptés à l'application :
- Bobinage adapté à la puissance de l'application
- Bobinages multiples pour application de forte puissance.
- Longueur du moteur adapté au couple de l'application (performance maximum dans le volume minimum)
- interfaces mécaniques :
- Interface de fixations du rotor et du stator
- position des câbles (coté fixation ou coté opposé), position relative à l'entrée du circuit de refroidissement
Les options spéciales :
- moteur complet intégré suivant spécification (y compris électrobroche haute vitesse : voir page moteur pour électrobroche)
- Système mécatronique :
- intégration de l'électronique de puissance avec le moteur dans un package compact
- Actionneurs spéciaux
- Moteur sur mesure :
- moteur segmenté pour très fort couple
- moteur à entrefer axial
- moteur à double entrefer
- ....