Types de moteurs électriques et principes de leur fonctionnement

Imaginez ce que serait le monde moderne si tous les moteurs électriques disparaissaient soudainement. Supposons que nous les remplacions par des moteurs thermiques. Mais les moteurs thermiques sont volumineux, émettent de la vapeur et des gaz d'échappement, tandis que les moteurs électriques de puissance comparable sont compacts, s'adaptent parfaitement aux machines, véhicules électriques et autres équipements, tout en étant respectueux de l'environnement, économiques et fiables. Il est impossible d'imaginer le monde moderne sans moteurs électriques, facilitant grandement le travail des gens, bref, rendant notre vie plus confortable.

Grâce aux moteurs électriques, nous tirons de l'énergie mécanique de l'énergie électrique. Et les caractéristiques de poids et de taille, la puissance et le nombre de tours par minute sont d'une importance décisive dans ce processus, qui sont à leur tour associés à la fois aux caractéristiques de conception des moteurs et aux paramètres de la tension d'alimentation.

Par type de tension d'alimentation, les moteurs électriques sont: AC ou DC. Par la méthode de contrôle: pas, linéaire, servo (servo). Les moteurs à courant alternatif, quant à eux, sont asynchrones et synchrones. Examinons les types de moteurs électriques, notons leurs caractéristiques et parlons des principes de fonctionnement de chacun d'eux.

Moteurs à courant continu

Pour construire des entraînements électriques avec des caractéristiques dynamiques élevées, des moteurs à courant continu sont utilisés. Ils se caractérisent par une capacité de surcharge élevée et une rotation uniforme. Ce sont les moteurs à courant continu qui sont souvent utilisés dans les véhicules électriques. Ils sont équipés de nombreuses machines-outils, machines, unités, dont des appareils électroménagers.

Le fonctionnement du moteur à courant continu classique est basé sur la rotation du cadre avec du courant dans un champ magnétique externe: le courant est fourni au cadre via l'ensemble brosse-collecteur, et le champ magnétique du stator est obtenu soit à partir d'aimants permanents, soit à partir du même courant continu (champ magnétique de la bobine avec le courant) . En conséquence, la trame actuelle tourne dans un champ magnétique. Au lieu du cadre, une bobine avec un courant sur le circuit magnétique - un rotor peut dépasser.

Moteurs AC

Les moteurs à courant alternatif sont très largement utilisés dans la vie quotidienne et dans l'industrie, car ils sont considérés comme plus polyvalents par rapport aux moteurs à courant continu. Les moteurs à courant alternatif ont une conception simple, sont plus fiables que les moteurs à courant continu et ne nécessitent aucune manipulation.

Par exemple, la plupart des ventilateurs domestiques et des hottes industrielles sont équipés de moteurs asynchrones à courant alternatif. Ils sont équipés de treuils, pompes, machines-outils. La simplicité des moteurs à courant alternatif à fréquence industrielle est l'absence d'un ensemble brosse-collecteur et d'une électronique complexe.

Moteurs pas à pas

Les moteurs pas à pas fonctionnent en convertissant des impulsions électriques CC discrètes en mouvements mécaniques (étapes). Équipements de bureau, machines-outils, robots - partout où une vitesse élevée et une uniformité de mouvement du corps de travail sont requises, des moteurs électriques pas à pas sont utilisés aujourd'hui. Pour contrôler la vitesse de rotation du rotor, l'unité électronique contrôle le taux de répétition des impulsions et leur rapport cyclique. Un moteur pas à pas est un moteur CC sans balais synchrone.

Servos (servomoteurs)

Le servo variateur (servo variateur) est un moteur à courant continu de haute technologie. Contrairement à un moteur pas à pas, le servomoteur a également un capteur de position du rotor dans la conception, à l'aide duquel un mécanisme de rétroaction négative est mis en œuvre.

Les moteurs de ce type sont capables de développer des révolutions et une puissance élevées, comme les moteurs à courant continu pas à pas, mais le réglage de la position du corps de travail est plus précis. Pour les machines CNC, un servomoteur est exactement ce dont vous avez besoin. De nombreuses machines industrielles modernes sont équipées de servocommandes intégrées dans un système de contrôle informatique de haute précision.

Moteurs électriques linéaires

Au lieu d'un rotor, un moteur à courant continu linéaire a une tige (tige) avec des aimants qui est déplacée linéairement à travers le stator par rapport à l'inductance. Les moteurs de ce type gagnent en popularité en tant qu'entraînements de mécanismes à mouvements alternatifs pendant le fonctionnement.

Il s'agit d'une solution fiable et économique, éliminant la nécessité d'utiliser tout type de transmission mécanique. Des impulsions de la polarité et de la durée requises sont envoyées à la bobine, formant un champ magnétique de la configuration souhaitée, qui, pour sa part, agit sur la tige, et la position actuelle de la tige est surveillée grâce à des capteurs à effet Hall intégrés au stator.

Moteurs synchrones

Par «moteur synchrone», ils désignent traditionnellement un moteur à courant alternatif, dans lequel la vitesse de rotation (ou vitesse angulaire) du rotor est égale à la vitesse angulaire du flux magnétique dans la cavité du stator. Le plus souvent, nous parlons de moteurs dont les rotors portent des aimants permanents ou un enroulement d'excitation, créant un champ magnétique intrinsèque puissant qui empêche le glissement.

Dans les moteurs synchrones, la vitesse du rotor est donc constante. Ventilateurs, grues, pompes puissants - dans de nombreuses applications nécessitant une puissance élevée et une vitesse constante, quelle que soit la charge, des moteurs synchrones sont utilisés.

Moteurs asynchrones

Le plus souvent, un moteur asynchrone est appelé moteur à courant alternatif, dans lequel la fréquence (ou vitesse angulaire) de la rotation du rotor diffère de la vitesse angulaire du flux magnétique du stator. Autrement dit, dans un tel moteur, il y a un "glissement". Les moteurs à induction à courant alternatif sont à rotor à cage d'écureuil (type "cage d'écureuil") ou rotor rotatif.

Des moteurs asynchrones plus puissants sont fabriqués avec un rotor de phase, l'amplitude du flux magnétique sur un tel rotor est régulée par un rhéostat et la vitesse de rotation est réglable. Les équipements moins critiques (à la dépendance de la vitesse du rotor sur la charge) sont équipés de moteurs asynchrones à rotor à cage d'écureuil.

Voir aussi sur notre site internet: Types de générateurs électriques et principes de leur travail