Les moteurs synchrones triphasés constituent une solution de premier ordre dans les applications industrielles nécessitant précision, rendement énergétique et dynamique élevée. La série 8LS…-3 proposée par B&R Automation s’inscrit dans cette logique en offrant un compromis optimal entre performances mécaniques, fiabilité et intégration facilitée pour les environnements industriels modernes.

Cet article propose une présentation complète du principe de fonctionnement des moteurs synchrones triphasés, une analyse détaillée de la série 8LS, une explication approfondie des systèmes de feedback (résolver, EnDat inductif et optique), puis un guide de décodage du numéro de modèle.

1. Principe de fonctionnement d’un moteur synchrone triphasé

Un moteur synchrone triphasé est une machine électrique alimentée en courant alternatif dont la particularité est que la vitesse du rotor est identique à celle du champ magnétique tournant généré par le stator. Contrairement au moteur asynchrone, il n’existe aucun glissement : le rotor reste en synchronisme avec le champ.

1.1 Constitution générale

Un moteur synchrone se compose principalement de :

• Un stator triphasé dont les enroulements alimentés génèrent un champ tournant.
• Un rotor à aimants permanents (cas des moteurs servo modernes) produisant un champ magnétique constant.
• Un système de retour d’information (feedback) : resolver ou encodeur numérique.
• Une électronique de commande (variateur) qui pilote le courant, la fréquence et l’angle électrique.

1.2 Fonctionnement

Lorsque le stator est alimenté, il crée un champ magnétique tournant synchronisé avec la fréquence du réseau ou du variateur. Les aimants permanents du rotor s’alignent mécaniquement sur ce champ. Le rotor tourne donc exactement à la même vitesse que le champ, permettant un contrôle précis de la vitesse et de la position.

La commande moderne, basée sur la modulation vectorielle, ajuste continuellement :

• le couple (via le courant),
• la vitesse (via la fréquence),
• la position (via l’angle).

1.3 Atouts essentiels

Les moteurs synchrones triphasés présentent plusieurs avantages :

• haut rendement,
• stabilité de la vitesse même en charge variable,
• grande précision de positionnement,
• forte dynamique, idéale pour les mouvements rapides,
• faible échauffement et densité de puissance élevée.

2. Présentation de la gamme B&R 8LS

Les moteurs synchrones triphasés de la série B&R 8LS ont été développés pour les applications exigeant des performances très élevées. Ils sont largement utilisés dans l’industrie des plastiques, de l’emballage, du travail du métal, de l’agroalimentaire, ainsi que dans les systèmes de palettisation et de manutention automatisée.

La gamme se caractérise par une grande diversité de tailles, couples, vitesses et options. Cette modularité permet :

• de réduire la variété de pièces nécessaires,
• de faciliter la maintenance,
• de respecter des contraintes d’encombrement,
• d’obtenir une intégration optimale dans le système motion.

Les équipes de B&R dans le monde accompagnent les utilisateurs dans la configuration mécatronique de leur système afin d’assurer une compatibilité complète entre mécanique, électronique et logiciel.

3. Caractéristiques générales des moteurs synchrones triphasés 8LS

Les moteurs de la série 8LS…-3 sont des moteurs synchrones à aimants permanents, commutés électroniquement. Ils offrent une dynamique élevée, une précision de positionnement remarquable et une construction très compacte.

3.1 Points clés de la gamme 8LS

• Format compact offrant un faible poids et une forte densité de puissance.
• Disponibilité en version simple-câble (alimentation + feedback regroupés).
• Construction mécanique optimisée, facilitant le montage.
• Axes très rapides grâce à une inertie réduite et une dynamique exceptionnelle.
• Large plage de surcharge admissible.
• Couple homogène grâce à la réduction du ripple de couple.
• Disponibilité d’encodeurs certifiés pour la fonction sécurité.
• Versions auto-ventilées, ventilées et refroidies par liquide.
• Très faible maintenance.
• Coût global réduit grâce à la modularité et à la standardisation.

4. Technologies de feedback : resolver, EnDat inductif et EnDat optique

Le choix du système de feedback influence directement la précision, la robustesse, et les capacités de diagnostic du moteur. La gamme 8LS propose trois familles principales de capteurs : resolver, EnDat inductif et EnDat optique.

4.1 Resolver

Le resolver est un transducteur angulaire analogique produisant deux signaux sin/cos proportionnels à l’angle du rotor. Son fonctionnement repose sur une excitation électrique du stator du resolver et une mesure inductive au rotor.

Caractéristiques principales :

• Grande robustesse face aux vibrations, chocs et températures élevées.
• Précision correcte mais inférieure à celle des encodeurs numériques.
• Généralement pas de multitour natif.
• Idéal pour les environnements sévères ou les applications nécessitant une fiabilité maximale.

4.2 EnDat inductif

Les encodeurs EnDat inductifs utilisent un principe de mesure basé sur l’induction et transmettent une position absolue via le protocole numérique EnDat (versions 2.1 et 2.2).

Ils offrent :

• Une haute résolution single-turn et multi-turn.
• Une excellente résistance aux contaminants industriels (poussières, huiles).
• Une stabilité thermique supérieure à l’optique.
• Un diagnostic intégré et la possibilité de stocker des paramètres moteur dans l’encodeur.
• Une compatibilité avec des fonctions de sécurité selon les modèles.

L’EnDat inductif présente un excellent compromis entre précision, robustesse et coût.

4.3 EnDat optique

Les encodeurs optiques EnDat utilisent une lecture optique haute résolution et représentent la solution la plus précise parmi les trois technologies.

Caractéristiques principales :

• Très haute résolution et précision pour des mouvements de positionnement très fins.
• Transmission numérique sécurisée (EnDat 2.1/2.2).
• Diagnostic complet, mémoire intégrée et versions certifiées sécurité disponibles.
• Sensibilité plus élevée aux contaminants, demandant une installation soignée.

Ce type d’encodeur est recommandé pour les applications CNC, robotique de haute précision ou axes de mesure.

5. Décodage technique de la référence moteur : 8LS b c d . ee nnn ff gg - h

Le code de référence des moteurs 8LS permet d’identifier précisément toutes les caractéristiques mécaniques, électriques et options disponibles.

5.1 Préfixe : 8LS

Indique qu’il s’agit d’un moteur synchrone triphasé à aimants permanents.

5.2 Code b : type de refroidissement ou construction

• A : Connecteur intégré, auto-ventilation.
• C : Connecteur intégré, ventilateur ajouté.
• E : Connecteur intégré, refroidissement liquide côté A.
• O : Boîte à bornes, auto-ventilation.
• P : Boîte à bornes, ventilateur intégré.

5.3 Code c : taille mécanique

Tailles disponibles : 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Plus la valeur est grande, plus le moteur est puissant.

5.4 Code d : longueur du moteur

Longueurs disponibles : 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, A, B, C.

La longueur influence directement le couple nominal.

5.5 Code ee : système de feedback intégré

Possibilités :

• Résolvers : R0, R2
• EnDat inductifs : D8, D9, DA, DB, EA, EB, S8, S9, SA, SB
• EnDat optiques : D0, D1, D4, D5, E0, E1, E4, E5, S0, S1, S4, S5

5.6 Code nnn : vitesse nominale

Exemples :

011 = 1100 rpm

015 = 1500 rpm

030 = 3000 rpm

060 = 6000 rpm, etc.

5.7 Code ff : options moteur

Options mécaniques, électriques ou de frein (A0, B1, C0, D1, F7, S7…).

5.8 Code gg : options spéciales

Exemples : roulement renforcé, arbre denté, ventilation 24 VDC, etc.

5.9 Code h : version moteur

Actuellement définie par le chiffre 3.

6. Informations techniques complémentaires

Les moteurs de la série 8LS sont conçus pour fonctionner en environnement industriel continu (S1) et acceptent des charges ponctuelles élevées. Les modules de ventilation et les roulements sont faciles à remplacer. Les versions EnDat comportent une mémoire embarquée permettant l’auto-identification du moteur par le variateur ACOPOS, ce qui simplifie la mise en service et les interventions de maintenance.

Les versions certifiées pour la sécurité fonctionnelle (SafeMOTION) respectent les exigences de traçabilité et de contrôle selon les normes SIL/PL.

Conclusion

La série 8LS de B&R représente une solution robuste, performante et flexible pour l’ensemble des applications servo modernes. Grâce à une technologie avancée, des options mécaniques et électriques variées, ainsi qu’un choix complet de systèmes de feedback, ces moteurs permettent d’atteindre un niveau élevé de précision, de fiabilité et d’efficacité énergétique.