Tous les moteurs sont composés d'un stator et d'un rotor, dans le moteur DC, afin de faire tourner le rotor, il est nécessaire de changer constamment la direction du courant, sinon le rotor ne peut tourner qu'un demi-tour, ce qui est comme une pédale de vélo. Donc, les moteurs DC ont besoin de collecteurs. Le moteur DC généralisé comprend le moteur à balais et le moteur sans balais. Le moteur à balais est également connu sous le nom de moteur DC ou moteur à balais en carbone, souvent dit moteur DC se réfère au moteur DC à balais, il utilise la commutation mécanique, le pôle magnétique externe ne bouge pas, la bobine interne (induit) bouge, le collecteur et la bobine du rotor tournent ensemble, la brosse et l'aimant ne bougent pas, donc le collecteur et la brosse frottent, complètent le changement de direction du courant.
Inconvénients du moteur à balais
1. L'étincelle générée par la commutation mécanique provoque la friction du collecteur et de la brosse, des interférences électromagnétiques, un bruit fort, une durée de vie courte.
2. Fiabilité médiocre, défaillance, besoin d'un entretien fréquent.
3. En raison de l'existence du collecteur, l'inertie du rotor est limitée, la vitesse maximale est limitée, et la performance dynamique est affectée. Puisqu'il a tant de défauts, pourquoi est-il encore largement utilisé ? Parce qu'il a un couple élevé, une structure simple, un entretien facile (c'est-à-dire changer la brosse en carbone) et bon marché.
Moteur DC — moteur sans balais
Le moteur sans balais est également appelé moteur à fréquence variable DC (BLDC) dans certains domaines, il utilise un commutateur électronique (capteur Hall), la bobine (induit) ne bouge pas le pôle magnétique, à ce moment-là l'aimant permanent peut être à l'extérieur de la bobine ou à l'intérieur de la bobine, donc il y a un moteur sans balais à rotor externe et un moteur sans balais à rotor interne.
La construction du moteur sans balais est la même que celle du moteur synchrone à aimant permanent. Cependant, un seul moteur sans balais n'est pas un système de puissance complet, le sans balais doit essentiellement être contrôlé par un contrôleur sans balais, c'est-à-dire une régulation électrique, afin d'obtenir un fonctionnement continu. Ce qui détermine vraiment ses performances, c'est le régulateur électronique sans balais (c'est-à-dire la régulation électrique).
En général, le courant d'entraînement du moteur sans balais a deux types, l'un est une onde carrée, l'autre est une onde sinusoïdale. Parfois, le premier est appelé moteur DC sans balais, et le second est appelé moteur servo AC, qui est exactement un type de moteur servo AC. (portail vidéo) Le mode de fonctionnement des moteurs sans balais est différent, et peut être divisé en moteurs sans balais à rotor interne et moteurs sans balais à rotor externe. Le rotor interne est triphasé, le prix est plus cher. Le rotor externe est généralement utilisé en monophasé, abordable, la production de masse s'est rapprochée du moteur à balais en carbone, donc ces dernières années, il a été largement utilisé. Le prix des trois phases du rotor externe a approché le prix du rotor interne.
Eh bien, vous pouvez deviner que les inconvénients des moteurs à balais sont les avantages des moteurs sans balais. Il a les avantages d'une haute efficacité, d'une faible consommation d'énergie, d'un faible bruit, d'une longue durée de vie, d'une haute fiabilité, d'un contrôle servo, d'une régulation de vitesse à fréquence variable sans paliers (jusqu'à une très haute vitesse), il est relativement plus petit que le moteur DC à balais, le contrôle est plus simple que le moteur AC asynchrone, le couple de démarrage est grand, la capacité de surcharge, quant aux inconvénients... Il est plus cher que le moteur à balais, difficile à entretenir.
Moteur DC – principe de régulation de vitesse
Régulation de vitesse du moteur DC : la soi-disant régulation de vitesse, c'est-à-dire en ajustant la vitesse du moteur pour obtenir le couple requis. Le moteur DC (à balais) en ajustant la tension, la résistance en série, le changement d'excitation peut être ajusté, mais l'ajustement de la tension réelle est le plus pratique et le plus couramment utilisé, actuellement l'utilisation principale de la régulation de vitesse PWM, PWM est en fait à travers un commutateur à haute vitesse pour réaliser la régulation de tension DC, un cycle, le temps d'ouverture est long, la tension moyenne est élevée, le temps de fermeture est long, la tension moyenne est basse, il est très pratique à ajuster, tant que la vitesse de commutation est suffisamment rapide, les harmoniques du réseau sont moindres, et le courant est plus continu.
Cependant, la brosse et le collecteur s'usent pendant longtemps, tandis qu'il y a un énorme changement de courant lors de l'inversion, il est très facile de produire des étincelles, le collecteur et la brosse limitent la capacité et la vitesse du moteur DC, rendant la régulation de vitesse du moteur DC confrontée à un goulot d'étranglement. Pour le moteur DC sans balais, seule la tension d'entrée est contrôlée en surface de la régulation de vitesse, mais le système de régulation de vitesse à fréquence variable automatique du moteur (le moteur DC sans balais lui-même est équipé d'un détecteur de position du rotor et d'autres dispositifs de collecte de signaux de position du rotor, et utilise le signal de position du rotor de cet appareil pour contrôler le temps de commutation du dispositif de régulation de vitesse à tension variable et fréquence variable) contrôle automatiquement la fréquence en fonction de la tension variable.
C'est presque la même chose qu'un moteur DC (à balais) et c'est très pratique. Parce que le rotor adopte un aimant permanent, aucun enroulement d'excitation spécial n'est requis, dans le cas de la même capacité, le moteur est plus petit, plus léger, plus efficace, plus compact, plus fiable en fonctionnement, et a de meilleures performances dynamiques, ce qui a été largement utilisé dans la conduite de véhicules électriques.
