1. Moteur à courant continu brossé
Dans les moteurs à balais, cela se fait à l'aide d'un interrupteur rotatif sur l'arbre du moteur, appelé collecteur.Il se compose d'un cylindre ou d'un disque rotatif divisé en plusieurs segments de contact métalliques sur le rotor.Les segments sont connectés aux enroulements conducteurs du rotor.Deux ou plusieurs contacts fixes appelés balais, constitués d'un conducteur souple tel que le graphite, se pressent contre le collecteur, établissant un contact électrique glissant avec des segments successifs lorsque le rotor tourne.Les balais fournissent sélectivement du courant électrique aux enroulements.Lorsque le rotor tourne, le collecteur sélectionne différents enroulements et le courant directionnel est appliqué à un enroulement donné de telle sorte que le champ magnétique du rotor reste mal aligné avec le stator et crée un couple dans une direction.
2. Moteur à courant continu sans balais
Dans les moteurs à courant continu sans balais, un système d'asservissement électronique remplace les contacts mécaniques du collecteur.Un capteur électronique détecte l'angle du rotor et contrôle les commutateurs à semi-conducteurs tels que les transistors qui commutent le courant à travers les enroulements, soit en inversant le sens du courant, soit, dans certains moteurs, en l'éteignant, à l'angle correct afin que les électro-aimants créent un couple en un seul mouvement. direction.L'élimination du contact glissant permet aux moteurs sans balais d'avoir moins de friction et une durée de vie plus longue ;leur durée de vie n'est limitée que par la durée de vie de leurs roulements.
Les moteurs à courant continu à balais développent un couple maximum à l'arrêt, diminuant linéairement à mesure que la vitesse augmente.Certaines limitations des moteurs à balais peuvent être surmontées par les moteurs sans balais ;ils incluent une efficacité plus élevée et une sensibilité moindre à l’usure mécanique.Ces avantages se font au détriment d’une électronique de commande potentiellement moins robuste, plus complexe et plus coûteuse.
Un moteur sans balais typique est doté d'aimants permanents qui tournent autour d'un induit fixe, éliminant ainsi les problèmes associés à la connexion du courant à l'induit mobile.Un contrôleur électronique remplace l'ensemble collecteur du moteur à courant continu à balais, qui commute continuellement la phase vers les enroulements pour maintenir le moteur en marche.Le contrôleur effectue une distribution de puissance synchronisée similaire en utilisant un circuit à semi-conducteurs plutôt que le système de collecteur.
Les moteurs sans balais offrent plusieurs avantages par rapport aux moteurs à courant continu avec balais, notamment un rapport couple/poids élevé, une efficacité accrue produisant plus de couple par watt, une fiabilité accrue, un bruit réduit, une durée de vie plus longue en éliminant l'érosion des balais et du collecteur, l'élimination des étincelles ionisantes du moteur.
commutateur et une réduction globale des interférences électromagnétiques (EMI).Sans enroulements sur le rotor, ils ne sont pas soumis aux forces centrifuges et, comme les enroulements sont soutenus par le boîtier, ils peuvent être refroidis par conduction, ne nécessitant aucun flux d'air à l'intérieur du moteur pour leur refroidissement.Cela signifie que les composants internes du moteur peuvent être entièrement enfermés et protégés de la saleté ou d'autres corps étrangers.
La commutation d'un moteur sans balais peut être implémentée dans un logiciel à l'aide d'un microcontrôleur, ou peut également être implémentée à l'aide de circuits analogiques ou numériques.La commutation avec l'électronique au lieu des balais permet une plus grande flexibilité et des capacités non disponibles avec les moteurs CC à balais, notamment une limitation de vitesse, un fonctionnement micropas pour un contrôle de mouvement lent et précis et un couple de maintien à l'arrêt.Le logiciel du contrôleur peut être personnalisé en fonction du moteur spécifique utilisé dans l'application, ce qui entraîne une plus grande efficacité de commutation.
La puissance maximale pouvant être appliquée à un moteur sans balais est limitée presque exclusivement par la chaleur ; trop de chaleur affaiblit les aimants et endommagera l'isolation des enroulements.
Lors de la conversion de l'électricité en puissance mécanique, les moteurs sans balais sont plus efficaces que les moteurs à balais, principalement en raison de l'absence de balais, ce qui réduit les pertes d'énergie mécanique dues au frottement.L'efficacité améliorée est la plus élevée dans les régions à vide et à faible charge de la courbe de performances du moteur.
Les environnements et les exigences dans lesquels les fabricants utilisent des moteurs à courant continu de type sans balais incluent un fonctionnement sans entretien, des vitesses élevées et un fonctionnement dans lequel les étincelles sont dangereuses (c'est-à-dire environnements explosifs) ou pourraient affecter les équipements électroniques sensibles.
La construction d'un moteur sans balais ressemble à un moteur pas à pas, mais les moteurs présentent des différences importantes en raison de différences de mise en œuvre et de fonctionnement.Alors que les moteurs pas à pas sont fréquemment arrêtés avec le rotor dans une position angulaire définie, un moteur sans balais est généralement destiné à produire une rotation continue.Les deux types de moteurs peuvent avoir un capteur de position du rotor pour un retour interne.Un moteur pas à pas et un moteur sans balais bien conçu peuvent maintenir un couple fini à zéro tr/min.
Heure de publication : 08 mars 2023