Servomoteurs Unimotor SL : fonctionnement, maintenance, réparation et rôle clé de l’encodeur SNS50

Introduction

Dans les systèmes d’automatisation industrielle modernes, la précision, la dynamique et la fiabilité sont devenues des exigences incontournables. Les servomoteurs Unimotor SL de Control Techniques (Nidec) répondent précisément à ces besoins. Conçus pour fonctionner avec des variateurs hautes performances, ils sont largement utilisés dans les machines-outils, les lignes de production automatisées, la robotique, le packaging ou encore la manutention industrielle.

Un servomoteur ne peut toutefois pas fonctionner efficacement sans un système de retour d’information fiable. C’est là qu’intervient l’encodeur SNS50, composant essentiel intégré au servomoteur, garantissant un contrôle précis de la position, de la vitesse et du couple.

Cet article technique, destiné aux responsables maintenance, automaticiens et ingénieurs, présente :

• le fonctionnement des servomoteurs Unimotor SL,
• les différentes séries et tailles disponibles,
• les principes de maintenance et de réparation,
• et un focus détaillé sur l’encodeur SNS50, véritable cœur du pilotage servo.

1. Principe de fonctionnement d’un servomoteur Unimotor SL

1.1 Qu’est-ce qu’un servomoteur ?

Un servomoteur est un moteur électrique conçu pour fonctionner en boucle fermée. Contrairement à un moteur asynchrone classique, il est piloté en permanence par un variateur qui ajuste le courant, la tension et la fréquence en fonction des informations remontées par l’encodeur.

Le servomoteur permet ainsi :

• un positionnement angulaire extrêmement précis,
• un contrôle fin de la vitesse,
• une maîtrise du couple même à basse vitesse,
• des accélérations et décélérations rapides.

1.2 Technologie Brushless AC

Les Unimotor SL sont des servomoteurs brushless AC (sans balais) :

• Le rotor est constitué d’aimants permanents.
• Le stator triphasé est alimenté par un variateur PWM.
• L’absence de balais réduit l’usure mécanique et augmente la durée de vie.

Cette technologie offre un excellent rendement, une faible inertie et une grande dynamique, idéales pour les applications industrielles exigeantes.

1.3 Architecture mécanique des Unimotor SL

Les Unimotor SL se distinguent par :

• un carter en aluminium à ailettes, optimisant la dissipation thermique par conduction, convection et rayonnement,
• une construction monobloc assurant un alignement précis des roulements,
• un entrefer parfaitement concentrique, réduisant le couple d’ondulation (cogging).

Le moteur est conforme à l’indice de protection IP65S lorsqu’il est correctement monté et connecté, ce qui le rend adapté aux environnements industriels sévères.

2. Les différentes séries de servomoteurs Unimotor SL

2.1 Tailles et formats disponibles

La gamme Unimotor SL couvre plusieurs tailles de carcasses afin de s’adapter à un large éventail d’applications :

• 75 mm
• 95 mm
• 115 mm
• 142 mm
• 190 mm

Chaque taille est disponible avec différentes longueurs de stator, ce qui permet d’ajuster précisément le couple et la puissance aux besoins de la machine.

2.2 Performances principales

Selon la configuration, les servomoteurs Unimotor SL offrent :

• des vitesses nominales jusqu’à 6000 tr/min,
• un couple élevé et constant sur toute la plage de fonctionnement,
• une faible inertie pour des mouvements rapides,
• une isolation classe H, adaptée aux environnements thermiquement contraignants.

2.3 Options disponibles

Les Unimotor SL peuvent être configurés avec :

• frein de maintien (parking brake),
• arbre claveté ou lisse,
• inertie standard ou élevée,
• connecteurs séparés ou hybrides (puissance + signal),
• compatibilité directe avec les variateurs Control Techniques (MultiAx, M’Ax, etc.).

3. Maintenance des servomoteurs Unimotor SL

3.1 Maintenance préventive

Une maintenance préventive rigoureuse permet d’éviter les arrêts machine non planifiés. Elle inclut :

• inspection visuelle du carter et des connecteurs,
• vérification de l’étanchéité (IP65S),
• contrôle des câbles puissance et encodeur,
• surveillance de la température moteur,
• écoute des bruits anormaux indiquant une usure des roulements.

3.2 Points sensibles en exploitation

Les principaux éléments sensibles sont :

• les roulements, soumis aux contraintes mécaniques,
• l’encodeur, exposé aux vibrations et aux pollutions,
• les connecteurs, souvent responsables de défauts intermittents.

Un défaut d’encodeur peut provoquer des erreurs variateur telles que perte de retour, défaut de position ou oscillations.

4. Réparation des servomoteurs Unimotor SL

4.1 Pannes courantes

Les pannes les plus fréquentes rencontrées en maintenance sont :

• défaut de retour encodeur,
• dérive de position ou perte de précision,
• échauffement excessif,
• frein bloqué ou ne se libérant plus,
• court-circuit ou coupure d’enroulement.

4.2 Étapes clés d’une réparation professionnelle

Une réparation fiable inclut généralement :

1. Diagnostic électrique et mécanique complet.
2. Démontage contrôlé du moteur.
3. Remplacement des roulements si nécessaire.
4. Vérification ou remplacement de l’encodeur SNS50.
5. Tests d’isolement, de rotation et de retour d’information.
6. Essais dynamiques avec variateur.

L’encodeur est un composant critique : une réparation moteur sans contrôle de l’encodeur est incomplète.

5. L’encodeur SNS50 : composant clé du servomoteur

5.1 Rôle de l’encodeur dans un servomoteur

L’encodeur SNS50 est un système de retour moteur (motor feedback system) intégré aux servomoteurs Unimotor SL. Il fournit en permanence au variateur :

• la position angulaire,
• la vitesse de rotation,
• le sens de rotation,
• une référence absolue par tour.

Sans encodeur fiable, un servomoteur ne peut pas fonctionner correctement en boucle fermée.

5.2 Principe de fonctionnement du SNS50

Le SNS50 est un encodeur sin/cos analogique de type CT-Coder, combinant les avantages des encodeurs incrémentaux et absolus :

• deux signaux sinusoïdaux déphasés de 90° avec 1024 périodes par tour,
• une piste sin/cos avec 1 période par tour,
• un signal de référence (index) apparaissant une fois par révolution.

Cette architecture permet :

• une résolution angulaire très élevée après calcul arctan,
• une excellente linéarité,
• un positionnement précis dès la mise sous tension après référence.

5.3 Données techniques essentielles

Parmi les caractéristiques importantes du SNS50 :

• vitesse de fonctionnement jusqu’à 9000 tr/min,
• température de fonctionnement jusqu’à +125 °C,
• signaux différentiels analogiques robustes face aux perturbations,
• mémoire EEPROM intégrée pour la compensation des erreurs d’amplitude et d’offset.

5.4 L’encodeur comme élément indissociable du servo

Il est important de souligner que l’encodeur n’est pas un simple accessoire, mais un composant structurel du servomoteur. Toute dérive ou défaillance de l’encodeur SNS50 impacte directement :

• la précision de positionnement,
• la stabilité du contrôle de vitesse,
• la sécurité de la machine.

6. Dépannage et remplacement de l’encodeur SNS50

6.1 Symptômes d’un encodeur défaillant

Un encodeur SNS50 défectueux peut provoquer :

• défauts variateur au démarrage,
• mouvements erratiques,
• vibrations moteur,
• perte de synchronisation.

6.2 Bonnes pratiques de remplacement

Lors du remplacement d’un encodeur SNS50 :

• respecter l’alignement mécanique,
• préserver l’intégrité du câble et du blindage,
• vérifier la compatibilité variateur,
• effectuer un test dynamique après intervention.

Conclusion

Les servomoteurs Unimotor SL sont des solutions hautes performances conçues pour les environnements industriels exigeants. Leur efficacité repose sur une combinaison maîtrisée entre mécanique de précision, électronique de puissance et encodeur SNS50, véritable pilier du contrôle servo.

Pour les responsables maintenance, comprendre le fonctionnement global du moteur et le rôle critique de l’encodeur permet :

• d’optimiser la maintenance préventive,
• de réduire les temps d’arrêt,
• et de sécuriser les réparations.

Un servomoteur bien entretenu, avec un encodeur SNS50 en parfait état, garantit précision, fiabilité et longévité de vos installations industrielles.