Actionneurs de bobine mobile vs
Les actionneurs à bobine mobile existent depuis de nombreuses années, il s'agit d'un type de moteur linéaire à entraînement direct. Il est constitué d'un ensemble champ magnétique permanent (aimants permanents et acier ferreux) et d'un ensemble bobine. Les actionneurs sont utilisés pour une large gamme d'applications. Ils concurrencent directement les moteurs rotatifs à aimants mobiles et les entraînements pneumatiques. Les actionneurs à bobine mobile peuvent être conçus de différentes manières. Le type que la plupart des professionnels connaissent est celui des actionneurs à bobine mobile. Mais un autre type d’actionneur gagne en popularité : la conception à aimant mobile. Avec cet actionneur, la bobine est fixe et l'ensemble magnétique se déplace. Dans cet article, nous comparerons l'actionneur à bobine mobile avec un actionneur à aimant mobile. Aandrijvenenbesturen.nl a écrit sur nos actionneurs à aimant mobile (MMA). L'article (édition 5-2023) traitait de l'introduction de notre nouvelle génération d'actionneurs à bobine mobile à aimant mobile.
Actionneur de bobine mobile (Voice Coil Actuator - VCA)
Les actionneurs à bobine mobile (VCA) sont des dispositifs à entraînement direct non commutés avec une course limitée. Ils utilisent un champ magnétique permanent et un conducteur porteur de courant (bobine) pour produire une force (Lorentz). Les domaines d'application des actionneurs à bobine acoustique sont : haut-parleurs, lecteur HDD, stockage optique (technologie DVD, CD), orientation de faisceau, pompes linéaires, contrôle de pression et de débit.
Les bobines acoustiques typiques des haut-parleurs hi-fi modernes utilisent des matériaux qui peuvent résister à des températures de fonctionnement allant jusqu'à 150°C, voire 180°C.
Advantages:
- Faible masse mobile (par exemple bobine et support de bobine)
- Bande passante élevée possible
- Hystérésis nulle (généralement les câbles de connexion ajoutent cependant une hystérésis !)
Désavantages:
- Amortissement des courants de Foucault du support de bobine (valeur généralement non spécifiée)
- La chaleur dissipée dans la bobine réchauffera la charge utile
- Faible constante de temps thermique (>10 °C/sec de chauffage du serpentin)
- Fils mobiles (connexions électriques)
- Refroidissement difficile de la batterie (surtout pour un fonctionnement semi-statique)
- Sortie de force d'un seul côté de l'actionneur
- Faible pente (N2/W)
Moving Magnet Actuator (MMA)
Actionneurs à aimant mobile (MMA) sont des dispositifs à entraînement direct non commutés avec une course limitée, qui utilisent un aimant permanent mobile et un conducteur porteur de courant statique (bobine) pour produire une force (Lorentz). Zone d'application; systèmes mécatroniques, pompes linéaires, contrôle de pression et de débit, applications de vide, systèmes automobiles.
La technologie MMA peut être adaptée à l'utilisation spécifique du client. Les appareils OEM ont été conçus et construits pour des forces maximales allant de 1 à 10 000 N et des niveaux de course compris entre 1 et 50+ mm.
Matériaux magnétiques utilisés pouvant résister à des températures de fonctionnement >150°C, voire >200°C si nécessaire.
Advantages:
- Dissipation thermique sur la partie statique (pas d'échauffement direct de la charge utile)
- La version à arbre creux permet une utilisation plus flexible et une conception compacte
- Fiabilité améliorée, aucun risque de dommages mécaniques à la bobine ou au fil de connexion
- Peut être utilisé dans un environnement sale (encapsulation complète possible)
- Une constante de temps thermique accrue permet une force maximale élevée
- La force de réticence pourrait être ajustée pour compenser le guide du ressort à lames/la gravité
- Forcer la sortie des deux côtés de l'actionneur
- Forte pente (N2/W), besoins en énergie électrique réduits
- Rapport force maximale / masse mobile élevé (accélérations G très élevées possibles)
Désavantages:
- Amortissement par courants de Foucault du fer arrière
- Augmentation (≈ facteur 2) de la masse en mouvement
- Force d'encoche (réduite)
| Paramètre | Unit | Commercial VCA | Moving Magnet MI-MMA 6033 |
Remarque |
| OD | [mm] | 60 | 60 | |
| Max. longueur | [mm] | 55 | 33 | Longueur à course maximale. |
| Course | [mm] | 8.3 | 8 | |
| Masse mobile | [g] | 106 | 130 | |
| Résistance thermique | [°C/W] | 7.1 | 2.0 | |
| Force maximale | [N] | 111 | 150 | 10 s/Tbobine=155°C/Tamb=25°C |
| Force continue | [N] | 26 | 45 | 10 s/Tbobine=155°C/Tamb=25°C |
| Steepness | [N²/W] | 57 | 65 | |
| Accélération maximale | G | 107 | 117 | Le MMA atteint une accélération plus élevée. |
| Force de pointe spécifique | [N/cm³] | 0.77 | 1.61 | |
| Specific Cont.Force | [N/cm³] | 0.18 | 0.48 | |
| Raideur spécifique | [N²/W/cm³] | 0.39 | 0.70 |
Conclusion Comparaison VCA versus MMA
- Avec la même puissance électrique, plus de puissance mécanique peut être créée avec le MMA en raison de la pente plus élevée.
- La résistance thermique plus faible et la pente plus élevée du moteur du MMA entraînent
- Force de pointe spécifique 2,1 fois plus élevée
- Force continue spécifique 2,7 fois plus élevée
- Accélération maximale 1,1 fois plus élevée (force maximale divisée par la masse en mouvement)
- La force maximale peut être appliquée plus longtemps en raison d'une constante de temps thermique plus grande du MMA (les bobines mobiles surchauffent facilement).
- Les forces plus élevées possibles avec le MMA dépassent la masse mobile (parfois) plus importante du MMA. Cela devient encore plus clair lorsque la masse de charge (généralement un facteur 10 à 50 fois supérieur à la masse de l'actionneur en mouvement) est prise en compte.
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