Bonjour, dans ce tutoriel, nous allons en apprendre davantage sur les moteurs sans balais également connus sous le nom de Moteurs à courant continu sans Balais ou de Moteurs BLDC. Nous verrons le fonctionnement et les applications du moteur à courant continu sans balais.
Qu’est-ce qu’un moteur à courant continu sans balais?
Moteurs électriques à courant continu sans balais également appelés moteurs à commutation électronique (ECMs, moteurs EC).
L’efficacité primaire est une caractéristique des plus importantes pour les moteurs BLDC. Parce que le rotor est le seul support des aimants et qu’il ne nécessite aucune puissance. c’est-à-dire pas de connexions, pas de commutateur et pas de brosses. À la place de ceux-ci, le moteur utilise des circuits de commande. Pour détecter où se trouve le rotor à certains moments, les moteurs BLDC utilisent des contrôleurs, des codeurs rotatifs ou un capteur à effet Hall.
Construction d’un moteur à courant continu sans balais
Dans ce moteur, les aimants permanents se fixent au rotor. Les conducteurs porteurs de courant ou les enroulements d’induit sont situés sur le stator. Ils utilisent la commutation électrique pour convertir l’énergie électrique en énergie mécanique.
La principale différence de conception entre un moteur brossé et un moteur brushless est le remplacement du commutateur mécanique par un circuit de commutation électrique. Un moteur BLDC est un type de moteur synchrone dans le sens où le champ magnétique généré par le stator et le rotor tournent à la même fréquence.
Le moteur sans balais n’a pas de commutateurs porteurs de courant. Le champ à l’intérieur d’un moteur brushless est commuté par un amplificateur qui est déclenché par le dispositif de commutation comme un codeur optique.
La disposition d’un moteur sans balais à courant continu peut varier selon qu’il est de style « Out runner » ou « Inrunner ».
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Outrunner – L’aimant de champ est un rotor de tambour qui tourne autour du stator. Ce style est préféré pour les applications qui nécessitent un couple élevé et où un régime élevé n’est pas une exigence.
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Dans runner – Le stator est un tambour fixe dans lequel l’aimant de champ tourne. Ce moteur est connu pour produire moins de couple que le style out runner, mais est capable de tourner à très haut régime.
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Principe de fonctionnement du moteur à courant continu sans balais
Le moteur BLDC fonctionne sur le principe similaire à celui d’un moteur à courant continu brossé. La loi de force de Lorentz qui stipule que chaque fois qu’un conducteur porteur de courant placé dans un champ magnétique subit une force. En conséquence de la force de réaction, l’aimant subira une force égale et opposée. Dans le moteur BLDC, le conducteur porteur de courant est fixe et l’aimant permanent est en mouvement.
Lorsque les bobines du stator sont alimentées par la source, elles deviennent un électroaimant et commencent à produire le champ uniforme dans l’entrefer. Bien que la source d’alimentation soit en courant continu, la commutation permet de générer une forme d’onde de tension alternative de forme trapézoïdale. En raison de la force d’interaction entre le stator de l’électroaimant et le rotor à aimant permanent, le rotor continue de tourner.
Avec la commutation des enroulements en tant que signaux Haut et Bas, enroulement correspondant sous tension en tant que pôles Nord et Sud. Le rotor à aimant permanent avec les pôles Nord et Sud est aligné avec les pôles du stator, ce qui provoque la rotation du moteur.
Avantages du moteur à courant continu sans balais
- Moins d’entretien global en raison de l’absence de brosses
- Taille réduite avec des caractéristiques thermiques bien supérieures
- Plage de vitesse plus élevée et génération de bruit électrique plus faible.
- Il n’a pas de commutateur mécanique et problèmes associés
- Rendement élevé et rapport puissance / taille élevé en raison de l’utilisation du rotor à aimant permanent
- Vitesse de fonctionnement élevée même dans des conditions chargées et déchargées en raison de l’absence de balais qui limite la vitesse
- Géométrie du moteur plus petite et plus légère que les moteurs à courant continu et à induction à courant alternatif de type brossé.
- Longue durée de vie car aucune inspection ni maintenance n’est requise pour le système de commutation
- Réponse dynamique plus élevée due à une faible inertie et à des enroulements porteurs dans le stator
- Moins d’interférences électromagnétiques
- Faible bruit dû à l’absence de balais
Limitations du moteur à courant continu sans balais
- Ces moteurs sont coûteux
- Contrôleur électronique commande requise ce moteur est coûteux
- Nécessite des circuits d’entraînement complexes
- Besoin de capteurs supplémentaires
Applications de moteur à courant continu sans balais
Les moteurs à courant continu sans balais (BLDC) sont utilisés pour une grande variété d’exigences d’application telles que des charges variables, des charges constantes et des applications de positionnement dans les domaines du contrôle industriel, de l’automobile, de l’aviation, des systèmes d’automatisation, des équipements de soins de santé, etc.
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J’espère que cet article vous aidera à comprendre le principe de fonctionnement et les applications du moteur à courant continu sans balais. Nous à Robu.in j’espère que vous l’avez trouvé intéressant et que vous reviendrez pour plus de nos blogs éducatifs.