Différents types de moteurs et leur utilisation

Lors de l’achat d’un moteur, on se demande souvent quelle technologie est la meilleure, CA ou CC, mais le fait est qu’elle dépend de l’application et du coût.

Moteurs à courant alternatif

Les moteurs à courant alternatif sont très flexibles dans de nombreuses fonctionnalités, y compris le contrôle de la vitesse (variateurs de vitesse VSD) et ont une base installée beaucoup plus grande par rapport aux moteurs à courant continu, certains des principaux avantages sont:

• Faible demande de puissance au démarrage
• Accélération contrôlée
• Vitesse de fonctionnement réglable
• Courant de démarrage contrôlé
• Limite de couple réglable
• Perturbations réduites de la ligne électrique

La tendance actuelle du VSD est d’ajouter plus de caractéristiques et fonctionnalité de contrôle logique programmable (PLC), qui ajoutent des avantages mais nécessitent une plus grande expertise technique lors de la maintenance.

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Les types de moteur à courant alternatif incluent:

Synchrone

Dans ce type de moteur, la rotation du rotor est synchronisée avec la fréquence du courant d’alimentation et la vitesse reste constante sous des charges variables, elle est donc idéale pour entraîner des équipements à vitesse constante et est utilisée dans des dispositifs de positionnement de haute précision comme les robots, l’instrumentation, les machines et le contrôle de processus

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Induction (asynchrone)

Ce type de moteur utilise l’induction électromagnétique du champ magnétique de l’enroulement du stator pour produire un courant électrique dans le rotor et donc le couple. Il s’agit du type de moteur à courant alternatif le plus courant et sont importants pour l’industrie en raison de leur capacité de charge, les moteurs à induction monophasés étant principalement utilisés pour des charges plus petites, par exemple dans les appareils ménagers, tandis que les moteurs à induction triphasés sont davantage utilisés dans des applications industrielles, notamment des compresseurs, des pompes, des systèmes de convoyage et des engins de levage.

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Moteurs à courant continu

Les moteurs à courant continu étaient le premier type de moteur largement utilisé et les coûts initiaux des systèmes (moteurs et entraînement) ont tendance à être généralement inférieurs à ceux des systèmes à courant alternatif pour les unités de faible puissance. Cependant, avec une puissance plus élevée, les coûts de maintenance globaux augmentent et devraient être pris en compte. La vitesse des moteurs à courant continu peut être contrôlée en faisant varier la tension d’alimentation, ils sont disponibles dans une large gamme de tensions, les types les plus populaires sont 12 & 24V. Les avantages du moteur à courant continu étant:

• Installation facile
• Contrôle de la vitesse sur une large plage
• Démarrage, Arrêt, Marche arrière et accélération rapides
• Couple de démarrage élevé
• Courbe vitesse-couple linéaire

Les moteurs à courant continu sont largement utilisés et peuvent être trouvés dans les petits outils et appareils, jusqu’à l’électricité véhicules, ascenseurs & palans

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Les deux types courants sont:

Brossé

Ce sont le type de moteur le plus traditionnel et sont généralement utilisés dans des applications sensibles aux coûts, où le système de contrôle est relativement simple, comme dans les applications grand public et les équipements industriels plus basiques, ces types de moteurs peuvent être décomposés comme suit::

• Enroulement en série – C’est là que l’enroulement de champ est connecté en série avec l’enroulement du rotor et le contrôle de la vitesse se fait en faisant varier la tension d’alimentation, cependant, ce type offre un mauvais contrôle de la vitesse et à mesure que le couple au moteur augmente, la vitesse diminue. Les applications incluent l’automobile, les palans, les ascenseurs et les grues car il a un couple de démarrage élevé.
• Enroulement Shunt – Ce type a une alimentation en tension et l’enroulement de champ est connecté en parallèle à l’enroulement du rotor et peut fournir un couple accru, sans réduction de la vitesse en augmentant le courant du moteur. Il a un niveau moyen de couple de démarrage à vitesse constante, il convient donc aux applications telles que les tours, les aspirateurs, les broyeurs de convoyeurs &.
• Enroulement composé – Il s’agit d’un cumul de séries et de Shunt, où la polarité de l’enroulement de shunt est telle qu’elle s’ajoute aux champs de séries. Ce type a un couple de démarrage élevé et peut fonctionner sans problème si la charge varie légèrement, il est utilisé pour entraîner des compresseurs, des pompes centrifuges à tête variable, des presses rotatives, des scies circulaires, des cisailles, des ascenseurs et des convoyeurs continus
• Aimant permanent – Comme son nom l’indique plutôt qu’un électroaimant, un aimant permanent est utilisé et est utilisé dans des applications où un contrôle précis et un faible couple, comme dans la robotique, les systèmes d’asservissement.

Brushless

Les moteurs Brushless soulagent certains des problèmes associés aux moteurs brossés les plus courants (durée de vie courte pour les applications à forte utilisation) et sont mécaniquement beaucoup plus simples (sans brosses). Le contrôleur de moteur utilise des capteurs à effet Hall pour détecter la position du rotor, ce qui permet au contrôleur de contrôler avec précision le moteur 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 rendement élevé (85-90%), tandis que les inconvénients sont des coûts initiaux plus élevés et des contrôleurs plus compliqués. Ces types de moteurs sont généralement utilisés dans le contrôle de la vitesse et de la position avec des applications où la fiabilité et la robustesse sont requises, telles que les ventilateurs, les pompes et les compresseurs.

Un exemple de conception sans balais est les moteurs pas à pas, qui sont principalement utilisés dans le contrôle de position en boucle ouverte, avec des utilisations allant des imprimantes aux applications industrielles telles que les équipements de transfert et de placement à grande vitesse.

Les moteurs sans balais sont également disponibles avec un dispositif de rétroaction qui permet de contrôler la Vitesse, le Couple et la Position du moteur et l’électronique intelligente contrôle les trois ainsi, si plus de couple est nécessaire pour accélérer rapidement jusqu’à une certaine vitesse, plus de courant est délivré, ceux-ci sont connus sous le nom de servomoteurs sans balais.

Exemple de moteurs Brushless et Brushless à courant continu