Guide technique A2V Mécatronique

Moteurs frameless MyActuator : compacité, couple et précision

Découvrez les avantages des moteurs brushless frameless MyActuator et les critères techniques pour intégrer directement un rotor et un stator dans vos systèmes robotiques et mécatroniques.

Intégration sur mesure Robotique et industrie Accompagnement technique
Moteur brushless frameless MyActuator composé d'un rotor et d'un stator

Pourquoi choisir un moteur frameless MyActuator ?

Dans les applications robotiques et mécatroniques, les contraintes d'encombrement, de masse et de précision influencent directement le choix de la motorisation.

Les moteurs brushless frameless MyActuator sont conçus pour être intégrés directement dans la structure mécanique d'un équipement, sans utiliser le carter d'un moteur traditionnel.

Cette architecture permet aux concepteurs de développer des systèmes motorisés compacts, en adaptant la transmission, les roulements, les capteurs et le refroidissement aux besoins de leur application.

À retenir : un moteur frameless est constitué principalement d'un rotor et d'un stator. Il permet de concevoir une motorisation directement intégrée à la mécanique, mais nécessite un dimensionnement et une conception adaptés.

Qu'est-ce qu'un moteur brushless frameless ?

Un moteur frameless, également appelé moteur sans carcasse, est un moteur électrique livré sous forme de composants destinés à être intégrés dans un ensemble mécanique.

Il se compose principalement de deux éléments :

Le stator

Partie fixe du moteur, comprenant les enroulements électriques qui produisent le champ magnétique tournant.

Le rotor

Partie mobile comprenant les aimants permanents, destinée à être assemblée sur l'arbre ou la structure tournante de l'équipement.

Contrairement à un moteur brushless traditionnel, le frameless ne possède généralement ni carter, ni arbre, ni roulements intégrés.

Ces fonctions sont assurées par la mécanique de l'application.

Exemple : dans une articulation robotique, le rotor peut être intégré directement à l'axe de rotation, tandis que le stator est fixé dans la structure de l'articulation.

1. Une motorisation compacte et légère

L'un des principaux avantages d'un moteur frameless est la suppression du carter moteur et de certains éléments mécaniques présents sur un moteur classique.

Cette conception permet de limiter l'encombrement de la motorisation et d'intégrer le moteur directement dans la structure de la machine.

Les bénéfices pour l'intégration

  • Réduction de l'encombrement de l'ensemble motorisé.
  • Possibilité de limiter la masse des composants mécaniques.
  • Liberté de conception des interfaces de fixation.
  • Intégration dans des articulations et mécanismes compacts.
  • Adaptation de l'architecture à l'espace disponible.
Conseil : comparez l'encombrement de l'ensemble complet, comprenant le moteur, les roulements, les capteurs et la transmission, plutôt que celui du rotor et du stator seuls.

2. Une densité de couple adaptée aux systèmes compacts

Les moteurs frameless MyActuator sont conçus pour répondre aux besoins des applications recherchant un couple important dans un volume réduit.

Leur architecture permet d'exploiter directement l'espace disponible dans la structure mécanique.

Les paramètres à vérifier

  • Couple continu disponible.
  • Couple de pointe admissible.
  • Vitesse nominale et maximale.
  • Diamètre extérieur du stator.
  • Diamètre intérieur du rotor.
  • Longueur axiale du moteur.
  • Conditions thermiques de fonctionnement.

La densité de couple peut être exprimée par rapport à la masse ou au volume du moteur. Les valeurs doivent être comparées selon des conditions de mesure équivalentes.

Important : le couple continu dépend notamment de la dissipation thermique assurée par l'assemblage. Les performances annoncées doivent être vérifiées dans les conditions réelles de l'application.

3. Une grande liberté d'intégration mécanique

Le moteur frameless permet au bureau d'études de concevoir l'ensemble motorisé autour des contraintes de son application.

Le choix des roulements, de l'arbre, des capteurs et de la transmission peut être adapté aux performances recherchées.

Transmission

Intégration directe ou association à un réducteur selon le couple et la vitesse nécessaires.

Capteurs

Sélection d'un codeur, d'un résolveur ou d'un autre dispositif de retour de position compatible.

Mécanique

Conception des supports, des interfaces de fixation et du guidage en rotation.

Les précautions de montage

  • Respecter les tolérances de montage du rotor et du stator.
  • Maintenir l'entrefer prévu par le fabricant.
  • Assurer un guidage mécanique adapté.
  • Vérifier la concentricité et l'alignement.
  • Prévoir la fixation et la protection des câbles.
  • Respecter les procédures d'assemblage des composants magnétiques.
Point de vigilance : le montage du rotor et du stator nécessite une attention particulière en raison des forces magnétiques et des faibles jeux mécaniques. Respectez les procédures d'assemblage du fabricant.

4. Un contrôle précis du mouvement

Les moteurs brushless frameless peuvent être associés à des servo-variateurs et à des capteurs de position pour réaliser un contrôle précis du couple, de la vitesse et du positionnement.

La qualité du mouvement dépend de plusieurs facteurs, notamment de la conception électromagnétique du moteur, du capteur et de la rigidité de l'ensemble mécanique.

Les éléments qui influencent la précision

  • Résolution et précision du capteur.
  • Couple de crantage du moteur.
  • Rigidité mécanique de l'assemblage.
  • Jeu éventuel du réducteur.
  • Réglage des boucles d'asservissement.
  • Qualité du montage rotor-stator.

Le couple de crantage

Le couple de crantage, ou cogging torque, correspond à une variation de couple liée à l'interaction entre les aimants du rotor et la géométrie magnétique du stator.

Un faible couple de crantage peut favoriser la régularité du mouvement, notamment à basse vitesse.

À retenir : un moteur frameless n'intègre pas nécessairement un codeur ou un contrôleur. Le système de retour d'information et l'électronique de commande doivent être définis selon la configuration choisie.

5. Une gestion thermique à intégrer dès la conception

Sur un moteur frameless, la structure mécanique participe directement à l'évacuation de la chaleur produite par les enroulements.

Les performances continues dépendent donc fortement du montage et des conditions de refroidissement.

Les points à étudier

  • Conductivité thermique du support du stator.
  • Surface de contact avec la structure.
  • Température ambiante.
  • Couple continu demandé.
  • Cycle de fonctionnement.
  • Refroidissement naturel ou forcé selon les besoins.
Conseil technique : prévoyez le chemin de dissipation thermique dès la conception de l'ensemble mécanique. Une mauvaise évacuation de la chaleur peut limiter le couple continu disponible.

Quelles applications pour les moteurs frameless MyActuator ?

Grâce à leur architecture directement intégrable, les moteurs frameless peuvent être utilisés dans de nombreuses applications nécessitant compacité et contrôle du mouvement.

Robotique

Articulations robotiques, bras motorisés, humanoïdes et robots collaboratifs.

Équipements médicaux

Systèmes de positionnement et mécanismes motorisés compacts, selon les exigences de l'application.

Systèmes embarqués

Mécanismes de stabilisation, équipements mobiles et systèmes nécessitant une masse réduite.

Automatisation

Axes motorisés, machines spéciales et systèmes industriels à forte contrainte d'encombrement.

Comment choisir un moteur frameless MyActuator ?

Le choix d'un moteur frameless doit être réalisé à partir des performances attendues et des contraintes de l'ensemble mécanique.

Critère Paramètres à vérifier
Couple Couple continu, couple de pointe et cycle de fonctionnement.
Vitesse Vitesse nominale, maximale et plage de fonctionnement.
Dimensions Diamètres intérieur et extérieur, longueur axiale.
Alimentation Caractéristiques électriques et compatibilité avec le variateur.
Précision Capteur, rigidité, couple de crantage et transmission.
Thermique Montage du stator, température et refroidissement.
Intégration Tolérances, entrefer, roulements et interfaces mécaniques.
À retenir : contrairement à un moteur livré dans son carter, les performances finales d'un frameless dépendent directement de la qualité de son intégration mécanique et thermique.

L'accompagnement A2V pour vos moteurs frameless

A2V Mécatronique accompagne les industriels et les bureaux d'études dans la sélection et l'intégration de moteurs brushless frameless adaptés à leurs applications.

Notre approche prend en compte l'ensemble du système : motorisation, interfaces mécaniques, capteurs, électronique de commande et contraintes de fabrication.

Nous pouvons ainsi vous accompagner dans le dimensionnement et la conception d'une solution mécatronique adaptée à votre projet, du prototype à l'industrialisation.

Découvrez nos moteurs brushless frameless

Retrouvez notre gamme de moteurs frameless pour vos applications robotiques, industrielles et mécatroniques.

Voir la gamme frameless

Conclusion : pourquoi intégrer un moteur frameless ?

Les moteurs frameless MyActuator offrent une architecture particulièrement intéressante pour les systèmes nécessitant une motorisation compacte et directement intégrée à la mécanique.

Leur conception rotor-stator permet d'adapter la transmission, les capteurs et le guidage aux contraintes de l'application. En contrepartie, une attention particulière doit être portée au montage, au refroidissement et au dimensionnement.

Chez A2V Mécatronique, nous vous accompagnons dans le choix, la conception et l'intégration de vos motorisations frameless, du produit standard à la solution sur mesure.

Questions fréquentes sur les moteurs frameless MyActuator

Qu'est-ce qu'un moteur frameless ?

Un moteur frameless est un moteur livré principalement sous forme d'un rotor et d'un stator, sans carter ni roulements intégrés. Il est destiné à être assemblé directement dans la mécanique de l'application.

Quelle différence entre un moteur frameless et un moteur brushless classique ?

Les deux peuvent utiliser la même technologie brushless. La différence concerne leur construction : un moteur classique possède généralement un carter et des roulements, tandis qu'un frameless est intégré directement dans la structure mécanique.

Un moteur frameless nécessite-t-il un variateur ?

Oui, un moteur brushless frameless nécessite une électronique de commande compatible. Un capteur de position peut également être nécessaire selon le mode de commande et les performances recherchées.

Quels sont les avantages des moteurs frameless MyActuator ?

Ils permettent une intégration mécanique personnalisée, une architecture compacte et un dimensionnement adapté aux contraintes de couple, de masse et d'encombrement.

Dans quelles applications utiliser un moteur frameless ?

Les moteurs frameless sont utilisés notamment dans les articulations robotiques, les systèmes de positionnement, les machines spéciales et certains équipements médicaux ou embarqués.

Votre projet de motorisation frameless

Précisez vos contraintes de couple, vitesse, diamètre, longueur, alimentation et environnement. Notre équipe technique vous accompagne dans le dimensionnement et l'intégration de votre motorisation.

Vidéos

Variateur ultra compact et très puissant - Robot mobile - solution mécatronique
Tête rotative à 360° avec collecteur tournant, moteur frameless et variateur
Moteurs brushless compacts tout intégré (moteur + codeur + variateur)
Pompe péristaltique FZ10-4x avec électronique intégrée - programmable - intelligente