Les moteurs brushless

[Invité]

Salut

J’ai lu et relu quelques articles sur les moteur brushless sur le net, mas rien de ce que j’ai lu ne m'a permis de comprendre ce type de moteur...

Je souhaite savoir surtout les types de régulation, et le rôle des capteurs de position du rotor (en général capteurs à effet Hall).

Merci

[Max78]

Bonjour,

Vous avez regardé ICI ?

Cordialement,
Max

[Candela]

Bonjour,
Tout d'abord, dans ce qui suit, "Brushless" désigne la construction classique : roue polaire au rotor, avec aimants permanents ou pôles alimentés en courant continu. Les autres types (roue polaire externe, moteurs à disques) ont le même fonctionnement, mais les analogies sont moins évidentes.
Une machine à courant continu et une machine synchrone ont le même type de fonctionnement : Un flux inducteur et un flux induit sont en quadrature lorsque le couple est maximum et presque en phase à vide.
Pour faire varier la vitesse d'un moteur synchrone, on utilise un onduleur à fréquence variable, le rapport U/f étant constant pour éviter de saturer le fer. Ce fonctionnement conserve l'inconvénient majeur de cette machine : si le couple demandé dépasse le couple maxi, elle "décroche", c'est à dire que les poles du rotor et du stator ne sont plus liés par le champ, comme si les aimants du stator "sautaient", ce qui provoque simultanément des a-coups électriques et mécaniques ravageurs (je me souviens d'un alternateur de 1500 kVA qui avait une fente comme le pouce tout le long de sa carcasse suite à un faux couplage).
Pour éviter cet inconvénient, on a imaginé de piloter l'onduleur en fonction de la position du rotor, ce qui permet de maintenir l'angle correct entre les champs rotor et stator. c'est le rôle du capteur à effet Hall, ou du codeur sur l'axe.
L'ensemble est alors alimenté en tension continue variable et la machine se comporte exactement comme une machine à courant continu , la vitesse obtenue étant proportionnelle à la tension. Elle ne peut plus "décrocher", puisque le capteur rotor pilote la position du champ tournant rotor. La limite de tension étant atteinte, si le couple est trop élevé, le moteur ne tient plus sa vitesse, avec les conséquences classiques sur une Mcc.
On a véritablement réalisé un collecteur statique, à cette différence près qu'il est au stator au lieu d'être au rotor. le collecteur mécanique de la MCC impose de la même façon l'angle entre le champ tournant et le champ fixe et le moteur est piloté en tension. C'est cette analogie de fonctionnement qui est à l'origine du terme "brushless" - "sans balais".
Cordialement.

[Invité]

Ok j'ai compris, merci mes amis pour l'explication.

Il y a d'autres questions qui me viennent comme ça :
Quel est l'intérêt d'augmenter le nombre de paire de pôle ?
et y a t-il une relation entre le nombre de paire de pôle et le couple et la vitesse ?

merci.

[Candela]

Bonjour,

Quel est l'intérêt d'augmenter le nombre de paire de pôle ?
et y a t-il une relation entre le nombre de paire de pôle et le couple et la vitesse ?

Sur un moteur à courant alternatif la vitesse s'exprime par n = f/p en tr/s, p étant le nombre de paires de pôles.
Pour obtenir la vitesse en tr/mn, il suffit de multiplier par 60.
Ainsi la vitesse de synchronisme est de 3000 tr/mn pour 2 pôles, 1500 pour 4, 1000 pour 6, 250 pour 12 ...

Les grands nombres de pôles (au delà de 5 paires) sont utilisés pour réaliser des alternateurs (ou parfois génératrices asynchrones)permettant de se passer d'un réducteur coûteux et énergivore, ou d'en diminuer le rapport de réduction. C'est utilisé surtout dans les (grosses)turbines hydrauliques, éoliennes.

Dans un moteur à courant continu ou un brushless, il s'agit d'une disposition constructive, car l'augmentation du nombre de pôles n'a pas d'effet direct sur la vitesse.
Cordialement

[Invité]

salut pour tous.

merci M. Candela pour cette explication mais svp avez-vous une ideé s'il y a une realtion direct ou indirect entre le nombre de paire de pole et le couple moteur ?

et merci

[Candela]

Bonjour

mais svp avez-vous une ideé s'il y a une relation directe ou indirecte entre le nombre de paires de poles et le couple moteur ?

Pour les machines à courant alternatif, c'est simple, mais tout dépend ce qu'on entend par "doubler le nombre de paires de pôles".

Si, et encore c'est théorique, on met 4 pôles identiques à ceux de la machine bipolaire, le couple étant lié au flux va être doublé et comme la machine tourne 2 fois moins vite, elle conserve la même puissance.
Mais 4 pôles ont bien peu de chances de tenir là où il y en avait 2, ce n'est plus la même machine, et le seul point commun est qu'ils délivrent le même flux unitaire.
Dans le catalogue du constructeur charentais, on voit qu'un moteur asynchrone 2 pôles 11 kW tient dans une carcasse 132M, avec un couple de 35,5 mN, alors qu'un 4 pôles de même puissance nécessite un 160 MP pour 72,2 mN.

En courant continu, c'est plus complexe; je vais réviser un peu mais la question n'a plus beaucoup de sens puisque la vitesse n'est pas fixée par le nombre de pôles. On étudie une machine selon un ensemble de compromis et il en sort un résultat. Ce qui est sûr, c'est que pour avoir le même couple, en 4 pôles il faut qu'ils donnent chacun un flux moitié de ce que procurent les pôles de la machine bipolaire.
Cordialement