Différence de performance du moteur 1 : vitesse/couple/taille
Il existe toutes sortes de moteurs dans le monde. Des gros et des petits moteurs. Un moteur qui bouge d'avant en arrière au lieu de tourner. Un moteur dont le prix n'est pas évident à première vue. Pourtant, chaque moteur est choisi pour une raison. Alors, quel type de moteur, quelles performances ou quelles caractéristiques votre moteur idéal doit-il posséder ?
L'objectif de cette série est de vous aider à choisir le moteur idéal. Nous espérons qu'elle vous sera utile lors de votre choix et qu'elle vous aidera à comprendre les bases des moteurs.
Les différences de performances à expliquer seront divisées en deux sections distinctes comme suit :
Vitesse/Couple/Taille/Prix ← Les éléments dont nous discuterons dans ce chapitre
Précision de la vitesse/douceur/durée de vie et facilité d'entretien/génération de poussière/efficacité/chaleur
Production d'énergie/vibrations et bruit/mesures anti-échappement/environnement d'utilisation
1. Attentes pour le moteur : mouvement de rotation
Un moteur est généralement un moteur qui obtient de l'énergie mécanique à partir d'énergie électrique et, dans la plupart des cas, un moteur qui produit un mouvement rotatif. (Il existe également un moteur linéaire qui produit un mouvement rectiligne, mais nous l'ignorerons pour cette fois.)
Alors, quel type de rotation souhaitez-vous ? Voulez-vous une rotation puissante, comme une perceuse, ou une rotation faible mais rapide, comme un ventilateur électrique ? En se concentrant sur la différence de mouvement de rotation souhaité, les deux propriétés que sont la vitesse de rotation et le couple deviennent importantes.
2. Couple
Le couple est la force de rotation. Son unité est le N·m, mais pour les petits moteurs, c'est le mN·m qui est couramment utilisé.
Le moteur a été conçu de différentes manières pour augmenter le couple. Plus le fil électromagnétique comporte de spires, plus le couple est élevé.
Étant donné que le nombre d'enroulements est limité par la taille fixe de la bobine, un fil émaillé avec un diamètre de fil plus grand est utilisé.
Notre gamme de moteurs brushless (TEC) propose des diamètres extérieurs de 16 mm, 20 mm et 22 mm, ainsi que de 24 mm, 28 mm, 36 mm et 42 mm, et 8 types de moteurs avec un diamètre extérieur de 60 mm. La taille de la bobine augmentant avec le diamètre du moteur, un couple plus élevé est possible.
Des aimants puissants permettent de générer des couples importants sans modifier la taille du moteur. Les aimants en néodyme sont les aimants permanents les plus puissants, suivis des aimants en samarium-cobalt. Cependant, même avec des aimants puissants, la force magnétique s'échappera du moteur et ne contribuera pas au couple.
Pour profiter pleinement du fort magnétisme, un matériau fonctionnel mince appelé plaque d'acier électromagnétique est laminé pour optimiser le circuit magnétique.
De plus, comme la force magnétique des aimants en samarium cobalt est stable face aux changements de température, l'utilisation d'aimants en samarium cobalt peut entraîner le moteur de manière stable dans un environnement avec de grands changements de température ou des températures élevées.
3. Vitesse (tours)
Le nombre de tours d'un moteur est souvent appelé « vitesse ». Il s'agit du nombre de rotations du moteur par unité de temps. Bien que « tr/min » soit couramment utilisé en tours par minute, il est également exprimé en « min-1 » dans le système SI.
Comparé au couple, augmenter le nombre de tours n'est pas techniquement difficile. Il suffit de réduire le nombre de tours de la bobine pour l'augmenter. Cependant, comme le couple diminue avec l'augmentation du nombre de tours, il est important de respecter les exigences de couple et de rotation.
De plus, en cas d'utilisation à grande vitesse, il est préférable d'utiliser des roulements à billes plutôt que des paliers lisses. Plus la vitesse est élevée, plus la perte de résistance par frottement est importante et plus la durée de vie du moteur est courte.
Selon la précision de l'arbre, plus la vitesse est élevée, plus les problèmes de bruit et de vibrations sont importants. Comme un moteur sans balais ne possède ni balais ni collecteur, il produit moins de bruit et de vibrations qu'un moteur à balais (qui met les balais en contact avec le collecteur rotatif).
Étape 3 : Taille
Lorsqu'il s'agit de choisir le moteur idéal, sa taille est également un facteur de performance important. Même si la vitesse (tours) et le couple sont suffisants, un moteur ne sert à rien s'il ne peut pas être installé sur le produit final.
Si vous souhaitez simplement augmenter la vitesse, vous pouvez réduire le nombre de tours du fil. Même faible, il ne tournera pas sans un couple minimal. Il est donc nécessaire de trouver des moyens d'augmenter le couple.
Outre l'utilisation des aimants puissants mentionnés ci-dessus, il est également important d'augmenter le facteur de marche du bobinage. Nous avons déjà évoqué la réduction du nombre d'enroulements pour garantir le nombre de tours, mais cela ne signifie pas que le fil est enroulé de manière lâche.
En utilisant des fils épais plutôt qu'en réduisant le nombre de spires, on peut obtenir un courant important et un couple élevé, même à vitesse constante. Le coefficient spatial est un indicateur de la densité du fil bobiné. Qu'il s'agisse d'augmenter le nombre de spires fines ou de réduire le nombre de spires épaisses, il est un facteur important pour obtenir un couple élevé.
En général, la puissance de sortie d'un moteur dépend de deux facteurs : le fer (aimant) et le cuivre (enroulement).
Date de publication : 21 juillet 2023
