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Les moteurs electriques


Les moteurs electriques

Moteurs electriques à courant alternatif

Les moteurs electriques à courant alternatif font preuve d'une grande souplesse en termes de fonctionnalités, comme notamment le contrôle de vitesse et sont largement employés dans l'industrie, comparé aux moteurs electriques à courant continu, voici certains des principaux avantages :
  • Faible consommation au démarrage
  • Accélération contrôlée
  • Vitesse de fonctionnement ajustable
  • Courant de démarrage contrôlé
  • Limite de couple ajustable
  • Perturbations réduites de la ligne de puissance

Concernant le variateur de vitesse, la tendance actuelle consiste à ajouter d'avantage de fonctionnalités, dont un contrôleur à logique programmable (PLC), avantageux pour les utilisateurs chevronnés, mais nécessitant une expertise technique supérieure lors de la maintenance.

Les types de moteur electrique à courant alternatif comprennent :

Les moteurs electriques synchrones :

Dans ce type de moteur electrique, la rotation du rotor est synchronisée avec la fréquence du courant d'alimentation et la vitesse reste constante sous charges variables, ce qui le rend idéal pour du matériel de pilotage à vitesse constante, et il est utilisé dans les appareils de positionnement de grande précision comme les robots, l'instrumentation, les machines et le contrôle de processus.

Moteur electrique à indication ( asynchrone)

Ce type de moteur electrique utilise l'induction électromagnétique du champ magnétique du bobinage du stator pour produire un courant électrique dans le rotor et donc du couple. C'est le type de moteur electrique à courant alternatif le plus courant et important dans l'industrie du fait de sa capacité de charge, les moteurs electriques à induction monophasés étant principalement utilisés pour de plus petites charges, comme dans les appareils électroménagers, tandis que les moteurs electriques à induction triphasés sont davantage utilisés dans les applications industrielles telles que les compresseurs, pompes, systèmes de convoyeurs et le matériel de levage.

Moteurs electriques à courant continu

Les moteurs electriques à courant continu représentent le premier type de moteur electrique largement utilisé et les coûts initiaux des systèmes (moteur et variateur) ont tendance à être moins élevés que les systèmes c.a. pour des appareils de faible consommation, mais avec des appareils de plus grande consommation, les frais d'entretien généraux augmentent et devraient être pris en compte. La vitesse des moteurs electriques à courant continu peut être contrôlée en variant la tension d'alimentation et ces moteurs sont disponibles dans une large gamme de tensions. Cependant, les tensions les plus utilisées sont 12 et 24 V, dont certains avantages sont :

  • Installation facile
  • Commande de vitesse dans une large gamme
  • Démarrage, arrêt, marche arrière et accélération rapides
  • Couple de démarrage élevé
  •  Courbe couple-vitesse linéaire

Les moteurs electriques à courant continu, sont largement utilisés, et ce avec de petits appareils et outils jusqu'aux palans, ascenseurs et véhicules électriques.

Les deux types les plus courants sont :

Les moteurs à balais :

Ils représentent le type de moteur electrique le plus classique et sont généralement utilisés pour des applications à faible budget, dans lesquelles le système de commande est relativement simple, telles que des applications grand public, et pour des équipements industriels basiques.

Ce type de moteur peut être décomposé comme ci dessous :

  • A excitation série : le bobinage de stator est connecté en série au bobinage du rotor. La contrôle de la vitesse est effectué en variant la tension d'alimentation. Cependant, ce type de moteur electrique offre un contrôle médiocre de la vitesse et lorsque le couple vers le moteur augmente, sa vitesse chute. Ces moteurs sont utilisés dans les applications exigeant un couple de démarrage élevé commes les automobiles, les palans, ascenseurs et grues.
  • A excitation shunt : Ce type de moteur possède une tension d'alimentation et le bobinage du stator est connecté en parallèle au bobinage du rotor et peut fournir un couple plus élevé, sans réduction de vitesse lors d'une augmentation du courant de moteur. Son couple de démarrage est moyen avec une vitesse constante, il convient donc aux applications telles que les tours, aspirateurs, convoyeurs et meuleuses.
  • A excitation compound : Ce type de moteur combine la structure à excitation série et celle du bobinage "shunt". Ainsi la polarité du bobinage shunt s'ajoute aux champs en série. Ce type de moteur electrique possède un couple de démarrage élevé et offre un large variation de vitesse. Il est utilisé pour piloter des compresseurs, pompes centrifuges à tête variable, presses rotatives, scies circulaires, machines de cisaillement, ascenseurs et carrousels à bagages.
  • Moteur à aiment permanent : Plutôt qu'un électroaimant, comme son nom l'indique, un aimant permanent est utilisé dans des applications où une commande précise et un couple faible sont nécessaires, telles que dans la robotique et les servo-systèmes.

Brushless :

Les moteurs brushless réduisent certains problèmes liés aux moteurs à balais les plus courants (durée de vie limitée pour des applications à usage intensif) et leur conception mécanique est beaucoup plus simple (sans balais). Le contrôleur de moteur utilise des capteurs à effet Hall pour détecter la position des rotors, et le contrôleur peut ainsi commander le moteur de façon précise via le courant dans les bobines du rotor pour réguler la vitesse. Les avantages de cette technologie sont une longue durée de vie, peu d'entretien et un haut rendement (85-90%), tandis que les inconvénients sont des coûts élevés et des contrôleurs plus compliqués. Ces types de moteurs electriques sont généralement utilisés dans le contrôle de positionnement et de vitesse avec des applications telles que les ventilateurs, pompes et compresseurs, qui nécessitent fiabilité et robustesse.

Les moteurs pas à pas font partie de la catégorie des moteurs brushless. Ils sont principalement utilisés dans le contrôle de position en boucle ouverte, avec des utilisations allant des imprimantes jusqu'à des applications industrielles telles que les équipements de placement à grande vitesse..


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