Les systèmes de mouvement haute tension s’adaptent aux différents axes industriels

Les installations industrielles distribuent généralement une alimentation triphasée de 400–480 V, tandis que les différents axes d’une machine peuvent présenter des exigences très différentes en matière de puissance et de performances. L’extension du système Essentials répond à cette différence en permettant aux constructeurs de machines d’utiliser une architecture servo haute tension pour les axes de moindre puissance sans devoir automatiquement adopter une plateforme de mouvement plus complexe.

Adapter les systèmes servo à l’infrastructure électrique industrielle
Les grandes usines de fabrication, les lignes de production automobile, les installations logistiques et les équipements d’emballage à haut débit fonctionnent fréquemment avec une infrastructure de 400–480 V. L’utilisation d’équipements de mouvement conçus pour cette même plage d’alimentation peut réduire le besoin d’équipements supplémentaires de conversion de tension.

Cette distinction est importante, car les besoins en puissance d’une machine sont rarement uniformes. Une même machine peut comporter des axes destinés à la découpe, au formage ou au transfert de charges élevées, ainsi que des axes principalement utilisés pour le positionnement, le guidage ou la manutention des matériaux. Ces fonctions peuvent nécessiter différents niveaux de couple, de vitesse et de puissance continue.

Le dimensionnement approprié du système de mouvement consiste donc à sélectionner une combinaison variateur-moteur en fonction des exigences réelles de chaque axe, plutôt que d’appliquer le niveau de performance le plus élevé à l’ensemble de la machine.

Servovariateurs haute tension pour différentes fonctions de la machine
La gamme Essentials étendue de Kollmorgen comprend des servovariateurs conçus pour une alimentation triphasée de 240–480 V CA. Les variantes haute tension sont disponibles avec des courants continus de 3, 6 et 12 Aeff, ainsi qu’avec des courants de crête respectifs de 9, 18 et 30 Aeff. Selon la configuration du variateur et les conditions de fonctionnement, la famille de variateurs prend en charge des applications avec une puissance d’arbre typique allant jusqu’à 5 kW.

Les servomoteurs Essentials correspondants sont disponibles pour un fonctionnement à 400/480 V CA, avec des puissances comprises entre 400 W et 4 kW. La gamme de moteurs 400/480 V CA fonctionne à une vitesse nominale de 3 000 tr/min, tandis que plusieurs modèles peuvent atteindre une vitesse mécanique maximale de 6 000 tr/min. Le couple de blocage continu varie de 1,37 Nm pour le modèle de 400 W à 17,4 Nm pour le modèle de 4 kW.

Cette combinaison permet de connecter des axes de moindre puissance au sein d’une machine de grande dimension à l’alimentation triphasée haute tension de l’installation, sans devoir concevoir ces axes autour d’une plateforme servo nettement plus puissante.

Configuration et mise en service simplifiées des systèmes servo
Le système Essentials associe des servomoteurs, des servovariateurs et des câbles, avec une configuration réalisée au moyen du logiciel WorkBench de Kollmorgen. Le système est conçu pour fournir un processus de configuration guidé tout en conservant l’accès à des fonctions avancées de configuration et de réglage.

La famille de variateurs intègre une connectivité Ethernet industrielle pour EtherCAT, EtherNet/IP et PROFINET. Les fonctions de synchronisation sont disponibles via EtherCAT, CIP Sync et PROFINET IRT. La fonction intégrée de désactivation sûre du couple est spécifiée selon SIL2, catégorie 3 et niveau de performance d.

Pour les constructeurs de machines, ces fonctions peuvent réduire le nombre d’architectures de mouvement distinctes nécessaires au sein d’une même plateforme. Une même famille de variateurs peut couvrir différents besoins des axes tout en conservant un environnement général de configuration commun.

Adapter les performances de mouvement à chaque axe
L’importance technique de l’extension haute tension ne réside pas tant dans l’augmentation des performances maximales d’une machine que dans l’élargissement du nombre d’axes pouvant utiliser une architecture de mouvement commune.

Par exemple, une machine d’emballage peut intégrer des axes soumis à des charges élevées et des axes de positionnement de moindre puissance. Un axe de transfert de convoyeur, un mécanisme d’indexation ou un axe de guidage peut nécessiter un couple continu nettement inférieur à celui de l’axe principal du processus. La sélection d’un système servo adapté à ces besoins peut éviter une capacité excessive sans modifier l’architecture électrique globale de la machine en 400–480 V.

Le même principe s’applique à la fabrication automobile, au traitement des matériaux, aux équipements logistiques et aux machines-outils, dans lesquels plusieurs axes peuvent présenter des charges mécaniques très différentes.

Kollmorgen a annoncé la capacité haute tension en mai 2026, parallèlement au contrôleur PCMM2G Essentials. Selon l’entreprise, le système étendu prend en charge une alimentation triphasée de 240–480 V CA et augmente la capacité du système de 3 kW à 4 kW.

Intégration électrique dans les systèmes de 400–480 V
Le passage d’un fonctionnement servo basse tension à un fonctionnement haute tension modifie l’interface électrique entre le système de distribution de la machine et ses équipements de mouvement. La documentation de Kollmorgen spécifie les variantes haute tension des variateurs Essentials pour un fonctionnement triphasé à 240/400/480 V CA, tandis que la gamme de moteurs comprend des modèles optimisés pour 400/480 V CA.

Cette configuration diffère des versions antérieures de 100–240 V CA, pour lesquelles la documentation de Kollmorgen prévoit l’utilisation d’un transformateur d’isolement lors du raccordement du servovariateur à un réseau de 400–480 V. Les variantes haute tension des variateurs éliminent cette exigence de conversion de tension dans leur plage d’entrée triphasée spécifiée de 240–480 V CA.

Cette architecture peut être particulièrement pertinente lorsque de nombreux axes de mouvement indépendants sont répartis dans une même machine. L’élimination des étapes de conversion de tension inutiles peut simplifier la conception électrique, même si la protection, le câblage, la mise à la terre et les autres exigences doivent toujours être définis conformément aux normes d’installation applicables.

Pertinence technique pour les constructeurs de machines
Cette extension illustre un principe plus large du contrôle de mouvement industriel : l’infrastructure électrique, la charge mécanique et les performances de mouvement requises doivent être considérées conjointement.

Une alimentation d’installation de 400–480 V ne signifie pas que chaque axe servo nécessite un variateur haute puissance. À l’inverse, l’utilisation d’une architecture de mouvement basse tension dans une installation haute tension peut nécessiter des composants électriques supplémentaires. Une famille servo évolutive peut constituer une approche intermédiaire, dans laquelle la tension d’alimentation est standardisée tandis que la capacité du moteur et du variateur est sélectionnée en fonction des exigences propres à chaque axe.

Pour des applications telles que la manutention des matériaux, l’emballage, le positionnement et les fonctions auxiliaires des machines, cette approche peut rendre l’architecture de mouvement plus cohérente sans imposer la même classe de performances à tous les axes.

Contexte supplémentaire :
spécifications techniques et comparaison concurrentielle non incluses dans l’annonce initiale du produit

Des plateformes servo haute tension comparables sont déjà établies dans le domaine de l’automatisation industrielle. Le critère de comparaison ne consiste donc pas simplement à déterminer si un variateur accepte une alimentation de 400–480 V. Les systèmes servo actuels couvrent des plages de puissance et de courant sensiblement différentes.

Par exemple, la gamme servo Sigma-7 400 V de Yaskawa comprend des modèles de 0,5 kW à 15 kW, avec un courant de sortie continu de 1,9 à 37,2 Aeff. Son alimentation spécifiée pour le circuit principal est triphasée de 380–480 V CA.

La plateforme Kinetix 5700 de Rockwell Automation prend également en charge les systèmes triphasés de 480 V CA, avec des configurations de variateurs individuels couvrant des plages de puissance nettement supérieures à celles de la famille Essentials. Une configuration Kinetix 5700 à axe unique est spécifiée pour un courant de sortie continu de 43 Aeff et une puissance continue de 29,7 kW à 324–528 V CA triphasé.

Par rapport à ces plateformes établies, la position technique d’Essentials se caractérise par une plage de puissance plus restreinte associée à une entrée triphasée de 240–480 V CA. La gamme de servomoteurs haute tension couvre de 400 W à 4 kW, tandis que la famille de variateurs utilise des classes de courant continu de 3, 6 et 12 Aeff. Le système est ainsi davantage adapté aux axes de machines de moindre puissance que les plateformes servo haute capacité destinées à des charges nettement plus importantes.

La comparaison montre également que la puissance nominale ne constitue pas à elle seule un critère de sélection suffisant. Les constructeurs de machines doivent adapter le couple continu, le couple de crête, la vitesse, le courant, le retour d’information, les fonctions de sécurité, les exigences réseau et le montage mécanique au cycle de fonctionnement réel de chaque axe.

Rédigé par Sucithra Mani, rédactrice chez Induportals – adapté par IA.

www.kollmorgen.com