Qu’est-ce qu’un moteur Brushless?
Un moteur à courant continu sans balais (également appelé moteur BLDC ou moteur BL) est un moteur à courant continu commuté électroniquement qui ne comporte pas de balais. Le contrôleur fournit des impulsions de courant aux enroulements du moteur qui contrôlent la vitesse et le couple du moteur synchrone.
Ces types de moteurs sont très efficaces pour produire une grande quantité de couple sur une vaste plage de vitesses. Dans les moteurs sans balais, des aimants permanents tournent autour d’une armature fixe et surmontent le problème de connexion du courant à l’armature. La commutation avec l’électronique a un large éventail de capacités et de flexibilité. Ils sont connus pour leur bon fonctionnement et leur couple de maintien à l’arrêt.
Comment fonctionne un moteur Brushless
Avant d’expliquer le fonctionnement d’un moteur brushless à courant continu, il est préférable de comprendre la fonction d’un moteur brossé. Dans les moteurs à balais, il y a des aimants permanents à l’extérieur et une armature rotative contenant un électroaimant se trouve à l’intérieur. Ces électroaimants créent un champ magnétique dans l’armature lorsque l’alimentation est allumée et aident à faire tourner l’armature.
Les brosses changent la polarité du pôle pour maintenir la rotation de l’armature. Le principe de fonctionnement de base pour le moteur à courant continu brossé et pour le moteur à courant continu sans balais est le même, c’est-à-dire le retour de position interne de l’arbre.
Le moteur à courant continu sans balais ne comporte que deux parties de base: le rotor et le stator. Le rotor est la partie tournante et a des aimants de rotor tandis que le stator est la partie fixe et contient des enroulements de stator. Dans BLDC, des aimants permanents sont fixés dans le rotor et déplacent les électroaimants vers le stator. Les transistors de haute puissance sont utilisés pour activer des électroaimants pour les tours d’arbre. Le contrôleur effectue une distribution d’énergie à l’aide d’un circuit à semi-conducteurs.
Types de moteurs à courant continu sans balais
Fondamentalement, les BLDC sont de deux types, l’un est un moteur à rotor extérieur et l’autre est un moteur à rotor intérieur. La différence fondamentale entre les deux n’est que dans la conception, leurs principes de travail sont les mêmes.
Conception du rotor intérieur
Dans une conception du rotor intérieur, le rotor est situé au centre du moteur et l’enroulement du stator entoure le rotor. Comme le rotor est situé dans le noyau, les aimants du rotor n’isolent pas la chaleur à l’intérieur et la chaleur se dissipe facilement. Pour cette raison, le moteur conçu pour le rotor intérieur produit une grande quantité de couple et est valablement utilisé.
Conception du rotor extérieur
Dans la conception du rotor extérieur, le rotor entoure l’enroulement situé dans le noyau du moteur. Les aimants dans le rotor emprisonnent la chaleur du moteur à l’intérieur et ne permettent pas de se dissiper du moteur. Un tel type de moteur conçu fonctionne à un courant nominal inférieur et a un faible couple de rouage.
Avantages du moteur à courant continu sans balais
Les avantages d’un moteur BLDC sont les suivants:
- Les moteurs sans balais sont plus efficaces car leur vitesse est déterminée par la fréquence à laquelle le courant est fourni, et non par la tension.
- Comme les brosses sont absentes, la perte d’énergie mécanique due au frottement est moindre, ce qui améliore l’efficacité.
- Le moteur BLDC peut fonctionner à grande vitesse dans toutes les conditions.
- Il n’y a pas d’étincelles et beaucoup moins de bruit pendant le fonctionnement.
- Plus d’électroaimants pourraient être utilisés sur le stator pour un contrôle plus précis.
- Les moteurs BLDC accélèrent et décélèrent facilement car ils ont une faible inertie du rotor.
- C’est un moteur haute performance qui fournit un couple élevé par pouce cube sur une vaste plage de vitesses.
- Les moteurs BLDC n’ont pas de balais, ce qui les rend plus fiables, leur durée de vie élevée et leur fonctionnement sans entretien.
- Il n’y a pas d’étincelles ionisantes provenant du collecteur et les interférences électromagnétiques sont également réduites.
- De tels moteurs refroidis par conduction et sans flux d’air sont nécessaires pour le refroidissement intérieur.
Inconvénients des moteurs à courant continu sans balais
Les inconvénients d’un moteur BLDC sont:
- Le moteur BLDC coûte plus cher qu’un moteur à courant continu brossé.
- La puissance élevée limitée pourrait être fournie au moteur BLDC, sinon, trop de chaleur affaiblit les aimants et l’isolation de l’enroulement peut être endommagée.