Grâce aux progrès réalisés dans le domaine des batteries et des systèmes de contrôle électronique, les coûts de conception et de fabrication des moteurs à courant continu sans balais ont considérablement diminué. Les outils rechargeables fonctionnant avec ce type de moteur se sont ainsi popularisés et sont désormais largement utilisés. Ils sont fréquemment employés dans les secteurs de la production industrielle, de l'assemblage et de la maintenance. La demande des ménages, en particulier, ne cesse de croître avec le développement économique, affichant un taux de croissance annuel nettement supérieur à celui des autres secteurs.
2. Type d'application pratique pour moteur d'outil électrique rechargeable
2.1 Moteur CC à balais
La structure classique d'un moteur CC sans balais comprend un rotor (arbre, noyau de fer, enroulement, collecteur, roulement), un stator (boîtier, aimant, capuchon d'extrémité, etc.), un ensemble de balais de carbone, un bras de balais de carbone et d'autres pièces.
Principe de fonctionnement : Le stator d’un moteur à courant continu à balais est équipé d’un pôle principal fixe (aimant) et de balais, tandis que le rotor comprend un enroulement d’induit et un collecteur. L’énergie électrique du réseau électrique pénètre dans l’enroulement d’induit à travers les balais en carbone et le collecteur, générant un courant d’induit. Le champ magnétique induit par ce courant interagit avec le champ magnétique principal pour générer un couple électromagnétique, ce qui entraîne la rotation du moteur et la mise en mouvement de la charge.
Inconvénients : En raison de la présence de balais en carbone et d’un collecteur, la fiabilité du moteur à balais est faible, sujette aux pannes, à l’instabilité du courant, à une courte durée de vie, et les étincelles du collecteur produisent des interférences électromagnétiques.
2.2 Moteur CC sans balais
La structure classique d'un moteur CC sans balais comprend un rotor (arbre, noyau de fer, aimant, roulement), un stator (boîtier, noyau de fer, enroulement, capteur, couvercle d'extrémité, etc.) et des composants de contrôle.
Principe de fonctionnement : Un moteur CC sans balais, composé d’un corps de moteur et d’un circuit de commande, est un produit mécatronique typique. Son principe de fonctionnement est identique à celui d’un moteur à balais, mais le collecteur et les balais en carbone traditionnels sont remplacés par un capteur de position et une ligne de commande. Le sens du courant est inversé par une commande émise par un signal de détection afin de réaliser la commutation, garantissant ainsi un couple électromagnétique constant, la direction du moteur et sa rotation.
Analyse du moteur CC sans balais dans les outils électriques
3. Avantages et inconvénients de l'application des moteurs BLDC
3.1 Avantages du moteur BLDC :
3.1.1 Structure simple et qualité fiable :
Suppression du collecteur, des balais de carbone, des bras de balais et autres pièces, pas de soudure du collecteur, processus de finition.
3.1.2 Longue durée de vie :
L'utilisation de composants électroniques en remplacement de la structure traditionnelle du collecteur élimine les problèmes de durée de vie du moteur causés par les balais de carbone, les étincelles du collecteur, l'usure mécanique et autres, ce qui augmente considérablement la durée de vie du moteur.
3.1.3 Silencieux et à haut rendement :
L'absence de balais de carbone et de collecteur évite les étincelles et les frottements mécaniques entre les balais et le collecteur, sources de bruit, de chaleur et de pertes d'énergie, et réduit le rendement du moteur. Le rendement d'un moteur CC sans balais est de 60 à 70 %, tandis que celui d'un moteur CC sans balais peut atteindre 75 à 90 %.
3.1.4 Capacités de régulation et de contrôle de vitesse étendues :
Des composants électroniques et des capteurs de précision permettent de contrôler avec exactitude la vitesse de sortie, le couple et la position du moteur, ce qui permet de réaliser des fonctions intelligentes et multifonctionnelles.
Date de publication : 29 mai 2023