Les vérins linéaires sont indéniablement la vedette de l’industrie moderne de la commande de mouvement. Ces dispositifs élégants trouvent des applications étendues dans de nombreux secteurs comme l’aérospatiale et la santé. Ils sont tout aussi importants pour les particuliers et s’emploient dans des équipements du quotidien, par exemple pour l’entretien de pelouse.
Grâce à leur grande utilité, les vérins linéaires offrent une multitude d’options de personnalisation. Ils existent en différentes tailles, classes de performance et degrés de protection ; en somme, vous pouvez obtenir pratiquement tout ce que vous souhaitez en termes de capacités.
Un choix crucial lors de la sélection d’un vérin linéaire pour votre application est d’installer un interrupteur de fin de course ou un dispositif de protection contre les surintensités. Nous aborderons ce que sont ces deux éléments, leurs avantages et inconvénients, et pourquoi vous choisiriez l’un plutôt que l’autre pour votre application.
Interrupteurs de fin de course & protection contre les surintensités : pourquoi en avez-vous besoin ?
Les interrupteurs de fin de course et les dispositifs de protection contre les surintensités ont tous deux pour rôle d’arrêter l’actionneur lorsqu’il doit s’arrêter, en fin de course et parfois aussi en milieu de course.
Du point de vue électrique, ils remplissent le même objectif critique de protection du moteur contre les surintensités. Intégrer un circuit de protection contre les surintensités dans votre vérin linéaire est absolument nécessaire, car des surintensités peuvent entraîner des dommages importants aux composants électriques comme le moteur et le câblage.
La surintensité résulte directement d’un actionneur recevant plus de charge qu’il ne peut en supporter. En fin de course, la contrainte imposée par la longueur de course fixe du cadre est à l’origine de cette charge élevée. En milieu de course, toute obstruction physique sur la trajectoire du mouvement peut provoquer une surintensité. Le graphique ci-dessous illustre la relation entre charge et courant. Il montre que le courant est directement proportionnel à la force exercée sur le vérin linéaire.
L’objectif est d’empêcher le moteur de tirer du courant pour toute charge au-delà du point encerclé, car toutes les combinaisons charge-courant au-dessus de ce point ne sont pas sûres et doivent être évitées à tout prix.
Qu’est-ce qu’un interrupteur de fin de course ?
Les interrupteurs de fin de course sont des dispositifs électroniques qui définissent les extrémités de la course d’un vérin linéaire. À l’atteinte de l’une ou l’autre extrémité, la tige entre en contact avec l’interrupteur de fin de course, qui coupe instantanément l’alimentation du moteur, empêchant ainsi la tige d’aller plus loin et de potentiellement endommager quelque chose.
Les interrupteurs de fin de course sont généralement réglables sur la course. Cela signifie que si vous avez un vérin linéaire de 1’, mais que la longueur de course souhaitée est de 9”, vous pouvez y parvenir en déplaçant l’un de vos interrupteurs de fin de course de 3” vers l’autre.
Vous rencontrerez trois types de configurations d’interrupteurs de fin de course sur le marché. Voyons ce que chacune implique :
Configuration 1 : Sans rétroaction
Un interrupteur de fin de course sans rétroaction fonctionne seul. Il est capable de couper directement l’alimentation du moteur ; il n’a besoin d’aucun autre dispositif pour remplir sa fonction. Techniquement, il ne fait pas partie d’un système de commande, c’est simplement un composant du circuit.
C’est l’option standard et par défaut dans la plupart des vérins linéaires, et c’est la plus simple des trois.
Configuration 2 : Rétroaction indépendante
Cette option est l’exact inverse de la précédente. L’interrupteur de fin de course agit comme dispositif de rétroaction dans la boucle du système de commande qui gère l’alimentation du moteur.
Elle diffère d’un interrupteur « Sans rétroaction » en ce qu’elle ne peut pas couper elle-même l’alimentation du moteur ; la décision appartient au contrôleur.
Un avantage de cette configuration est que la boucle de rétroaction est indépendante du câblage du moteur, donnant à l’utilisateur le contrôle de la tension du signal. En revanche, cette configuration est moins fiable que les autres, puisqu’un système de commande supplémentaire fait désormais partie de la conception, ajoutant de la complexité et une marge d’erreur.
Configuration 3 : Rétroaction en ligne
La rétroaction en ligne combine les fonctionnalités des deux autres options. L’interrupteur de fin de course agit comme module de rétroaction et le signal de rétroaction lui-même est chargé d’éteindre le moteur.
Qu’est-ce que la protection contre les surintensités ?
La protection contre les surintensités pour un vérin linéaire est exactement ce que son nom suggère. Il s’agit d’un dispositif spécialisé qui surveille les niveaux de courant dans la ligne et coupe le moteur si le courant est trop élevé.
La meilleure façon de comprendre ce concept est d’imaginer un fusible, qui est le dispositif de protection contre les surintensités le plus simple. Il reste discret lorsque le circuit fonctionne normalement, mais entre en action dès que les valeurs de courant atteignent des niveaux dangereux.
Laquelle est la meilleure pour mon application ?
Le choix de la protection contre les surintensités varie et dépend entièrement de la nature de l’application. Il est important de savoir que, même si disposer des deux options simultanément peut sembler avantageux, ce n’est généralement pas ce que proposent les fabricants. La plupart des vérins linéaires n’autorisent qu’une de ces options ; vous devez donc décider de celle dont vous avez besoin.
Nous avons mis en évidence certains des principaux Pour et Contre de ces deux systèmes ci-dessous. Vous pourrez ainsi déterminer précisément laquelle convient le mieux à votre application.
Avantages et inconvénients des interrupteurs de fin de course
Les interrupteurs de fin de course sont un ajout utile à votre vérin linéaire. Cependant, comme toujours, acheter un vérin linéaire avec interrupteur de fin de course comporte ses avantages et ses inconvénients.
Les avantages résident dans la variété des options disponibles. Selon votre application, vous pouvez opter pour l’une des trois configurations mentionnées plus haut. Un autre point positif est que les interrupteurs de fin de course peuvent faire partie de systèmes de commande intelligents, ce qui signifie que vous pouvez les programmer selon vos besoins.
Les inconvénients d’un interrupteur de fin de course sont qu’il ne fournit qu’une protection en fin de course. Si votre actionneur rencontre un problème en milieu de course, un interrupteur de fin de course ne pourra rien y faire, ce qui peut poser problème. Si vous avez par inadvertance mal calculé votre longueur de course et réglé les interrupteurs en conséquence, l’actionneur peut potentiellement s’endommager. De même, toute obstruction imprévue peut provoquer le même désastre.
Avantages et inconvénients de la protection contre les surintensités
Le plus grand avantage d’un dispositif de protection contre les surintensités est qu’il offre une protection en milieu de course. Contrairement aux interrupteurs de fin de course, il est capable de couper le moteur à n’importe quel point de sa trajectoire. Par exemple, si vous utilisez un vérin linéaire pour votre ouvre-porte de garage et que quelque chose s’y coince pendant la fermeture, ce dispositif éviterait les dommages en coupant le moteur. Avec un interrupteur de fin de course, le moteur continuerait de fonctionner jusqu’à ce que la porte, l’actionneur ou l’obstruction cède.
Un inconvénient majeur d’un système de protection contre les surintensités pour vérin linéaire est l’impossibilité de l’associer à un système intelligent basé sur la rétroaction. Cela rend votre actionneur un peu moins précis en conditions de surcharge. L’autre inconvénient découle du premier : ces dispositifs sont conçus pour ne se déclencher qu’à la charge maximale, ce qui signifie qu’ils ne coupent le moteur que lorsque courant et charge sont au maximum. Par conséquent, les butées mécaniques peuvent s’user, car elles subissent la force maximale à chaque cycle, demandant un peu plus de maintenance. Toutefois, nos vérins linéaires sont conçus pour supporter des contraintes répétées sur les butées avec protection contre les surintensités.
Que propose le marché ?
Nous espérons que vous êtes maintenant beaucoup mieux informé sur le sujet et que notre article vous a aidé à décider de ce dont vous avez besoin. Progressive Actuators propose toute une gamme de vérins linéaires de pointe qui peuvent remarquablement compléter vos produits. Nous avons le haut de gamme PA-13 qui intègre à la fois des interrupteurs de fin de course et une protection contre les surintensités, ainsi que des actionneurs comme le PA-01 si vous avez arrêté votre choix.
Si vous pensez avoir besoin de conseils professionnels avant d’acheter, n’hésitez pas à nous contacter pour en savoir plus !
Le câblage de l’interrupteur de fin de course du vérin linéaire est ici différent, car le signal de rétroaction est injecté dans la ligne d’alimentation du moteur. C’est une configuration assez fiable, puisque la protection contre les surintensités est basée sur la rétroaction et que l’interrupteur de fin de course coupe le moteur de manière autonome.
Un point à considérer avec cette option est que le signal de rétroaction doit être à la même tension que l’alimentation, puisqu’ils partagent une ligne. Il faut prévoir d’élever le signal à la tension souhaitée.