Les grues sont indispensables dans la production industrielle moderne, largement utilisées dans les ports, les chantiers de construction et les ateliers d'usine pour les opérations de manutention et de levage. Leurs performances ont un impact direct sur la productivité, la sécurité et l’efficacité économique. Grâce aux progrès de l'électronique de puissance et de la technologie de contrôle, Moteur synchrone à aimant permanent (Moteur PMSM) conduit sont devenus la solution privilégiée pour la mise à niveau des systèmes d'entraînement de grue en raison de leurs performances supérieures.
Les grues conventionnelles utilisent principalement moteurs asynchrones, qui, malgré leur simplicité et leur faible coût, présentent plusieurs inconvénients dans les applications de grue :
Couple de démarrage insuffisant: Nécessite des dispositifs de démarrage supplémentaires (par exemple, des raccords hydrauliques), ce qui augmente la complexité et les coûts de maintenance.
Plage de vitesse limitée: Une mauvaise régulation de la vitesse affecte l’efficacité opérationnelle et la précision.
Faible facteur de puissance: Nécessite des dispositifs de compensation supplémentaires, augmentant ainsi la charge sur le réseau.
Mauvaise efficacité énergétique: Un faible rendement sous des charges légères entraîne une perte d'énergie excessive.
Coûts de maintenance élevés: Le remplacement fréquent des brosses augmente les temps d'arrêt et les dépenses opérationnelles.
Ces limitations entravent les performances de la grue, nécessitant un solution d'entraînement plus efficace, stable et fiable.
Technologie PMSM pallie les défauts des moteurs à induction en offrant :
✅ Haute efficacité et densité de puissance
• L'excitation par aimant permanent élimine les pertes de cuivre du rotor, améliorant ainsi l'efficacité (jusqu'à 95 %+).
• La conception compacte et légère améliore la densité de puissance.
✅ Facteur de puissance proche de l'unité
• Minimise la consommation de puissance réactive, réduisant ainsi le stress du réseau.
✅ Rapport couple/inertie élevé
• Offre un couple de démarrage élevé et une réponse dynamique rapide, idéal pour les accélérations/décélérations fréquentes.
✅ Large plage de vitesse avec contrôle précis
• Le contrôle vectoriel (FOC) et le contrôle direct du couple (DTC) permettent une régulation de vitesse fluide et précise.
✅ Faible entretien et longue durée de vie
• L'absence de brosses ou de bagues collectrices réduit l'usure et les besoins d'entretien.
✅ Freinage régénératif
• Récupère l'énergie pendant la descente/le freinage, améliorant ainsi l'efficacité énergétique de 15 à 30 %.
Lecteurs PMSM sont désormais largement adoptés dans :
A. Ponts roulants
• Utilisé dans les usines/entrepôts pour le mouvement horizontal et vertical des matériaux.
B. Grues à portique
• Déployé dans les ports et plateformes logistiques pour la manutention de charges lourdes.
C. Grues à tour
• Critique pour les chantiers de construction, garantissant un transport vertical stable des matériaux.
D. Grues portuaires
• Gérer le chargement/déchargement des conteneurs avec une grande précision et efficacité.
Domaines d'application clés
► Mécanisme de levage
♦ Assure un levage/abaissement en douceur, sans glissement et récupération d'énergie.
► Mécanisme de déplacement du chariot
♦ Permet un positionnement précis et un contrôle anti-balancement.
► Mécanisme de rotation
♦ Offre une rotation rapide et précise pour les ajustements directionnels.
Pour maximiser les performances, des stratégies de contrôle avancées sont essentielles :
Techniques de contrôle
♦ Contrôle orienté champ (FOC) – Découple le couple et le flux pour un contrôle de haute précision.
♦ Direct Torque Control (DTC) – Simplifie les boucles de contrôle pour une meilleure réponse dynamique.
♦ Contrôle d'affaiblissement du champ – Étend la plage de vitesse pour un fonctionnement à grande vitesse.
♦ Contrôle sans capteur – Élimine les encodeurs, réduisant ainsi les coûts et la maintenance.
Considérations de conception
♦ Sélection d'aimants permanents (NdFeB, SmCo pour haute coercivité).
♦ Gestion thermique – Refroidissement liquide pour les applications haute puissance.
♦ Atténuation EMC/EMI – Blindage et filtrage pour éviter les interférences.
♦ Conception tolérante aux pannes – Systèmes redondants pour les opérations critiques en matière de sécurité.
⇒ Grues intelligentes et connectées
♦ Intégration IoT pour la surveillance en temps réel et la maintenance prédictive.
♦ Optimisation basée sur l'IA des trajectoires de mouvement et de la gestion des charges.
⇒ Solutions économes en énergie et vertes
♦ Conceptions PMSM à très haut rendement (Moteurs aux normes IE5).
♦ Stockage d'énergie hybride (supercapacités + batteries) pour un écrêtage des pointes.
⇒ Conceptions modulaires et légères
♦ Unités d'entraînement motorisées intégrées pour une installation plug-and-play.
♦ Matériaux composites pour réduire le poids tout en conservant la résistance.
⇒ Fonctionnement autonome
♦ Vision industrielle pour le positionnement automatisé des charges.
♦ Télécommande compatible 5G pour les environnements dangereux.
Les lecteurs PMSM sont révolutionner la technologie des grues en livrant efficacité, précision et fiabilité supérieures tout en réduisant la consommation d’énergie et les coûts de maintenance. Comme fabrication intelligente et logistique verte gagner du terrain, Grues entraînées par PMSM deviendra le norme de l'industrie, ouvrant de nouveaux niveaux de performance et de durabilité.
Pour les fabricants et les opérateurs de grues, l’adoption de la technologie PMSM n’est plus une option : c’est une nécessité concurrentielle.
