Moteurs à balais ou sans balais : quand et pourquoi choisir l'un plutôt que l'autre ?

Introduction des  moteurs à balais et sans balais

1. Dans notre vie réelle, de nombreux systèmes de contrôle de mouvement seront appliqués aux moteurs à courant continu.Par rapport aux moteurs à courant alternatif, les gens penseront que les moteurs à courant continu sont plus faciles à contrôler, donc lorsqu'ils sont appliqués pour contrôler le couple, la vitesse ou la position, de nombreuses personnes seront généralement plus disposées à choisir un moteur à courant continu.

2. Les moteurs à courant continu sont également divisés en deux types suivants : moteurs sans balais et moteurs à balais.La différence entre les deux se voit également à partir du nom.Le moteur sans balais utilise le principe de contrôle électronique pour remplacer la fonction de commutation mécanique d'origine.Le moteur à balais CC est doté de balais qui peuvent être

3. Contrôlé par le moteur pour changer la direction.

Dans de nombreuses applications, des moteurs à courant continu avec ou sans balais peuvent être utilisés.Leur fonction repose sur le même principe d’attraction et de répulsion entre bobines et aimants permanents.Les deux ont des avantages et des inconvénients, et vous pouvez choisir l’un plutôt que l’autre en fonction des exigences de votre candidature.

Le moteur brushless est un moteur basé sur la technologie de commutation électronique.Par rapport à notre moteur DC traditionnel, sa durée de vie et son efficacité sont améliorées.À l'heure actuelle, les moteurs sans balais sont également utilisés dans de plus en plus de domaines en fonction de leurs caractéristiques.Nos moteurs sans balais sont disponibles en différents modèles :Moteur sans balais NEMA17-42 × 42MM、Moteur sans balais NEMA23-57 × 57MM、Moteur sans balais NEMA24-60 × 60MM、Moteur sans balais NEMA31-80 × 80MM、Moteur sans balais NEMA34-86 × 86MM、Moteur sans balais NEMA45-110 × 110MM et ainsi de suite.

Moteurs à balais et sans balais : avantages et inconvénients

Cet article fera quelques résumés simples pour vous donner une idée de base sur le choix d'un moteur sans balais ou d'un moteur à balais dans l'application.Le tableau suivant résume les principaux avantages et inconvénients des deux moteurs.Les informations sont à titre indicatif uniquement :

1. Durée de vie

Comme mentionné précédemment, l’un des inconvénients des moteurs à balais est l’usure mécanique des balais et du collecteur.Les balais de charbon en particulier sont sacrificiels et, dans de nombreux moteurs, ils sont conçus pour être remplacés périodiquement dans le cadre d'un programme de maintenance.Le cuivre mou du collecteur est également lentement usé par les balais et finit par atteindre un point où le moteur ne fonctionnera plus.Les moteurs sans balais n’ayant pas de contacts mobiles, ils ne souffrent pas de cette usure.

2. Vitesse et accélération

La vitesse de rotation des moteurs à balais peut être limitée par les balais et le collecteur, ainsi que par la masse du rotor.À des vitesses très élevées, le contact des balais avec le collecteur peut devenir irrégulier et les arcs des balais augmentent.La plupart des moteurs à balais utilisent également un noyau de fer laminé dans le rotor, ce qui leur confère une grande inertie de rotation.Cela limite les taux d'accélération et de décélération du moteur.Il est possible de construire un moteur sans balais avec des aimants de terres rares très puissants sur le rotor, ce qui minimise l'inertie de rotation.Bien sûr, cela augmente le coût.

3. Bruit électrique

Les balais et le collecteur forment une sorte d'interrupteur électrique.Lorsque le moteur tourne, les interrupteurs s'ouvrent et se ferment, tandis qu'un courant important circule dans les enroulements du rotor, qui sont inductifs.Cela entraîne des arcs électriques au niveau des contacts.Cela génère une grande quantité de bruit électrique, qui peut être couplé aux circuits sensibles.Les arcs électriques peuvent être quelque peu atténués en ajoutant des condensateurs ou des amortisseurs RC entre les balais, mais la commutation instantanée du collecteur génère toujours un certain bruit électrique.

4. Bruit acoustique

Les moteurs à balais sont « à commutation dure » – c'est-à-dire que le courant est brusquement déplacé d'un enroulement à l'autre.Le couple généré varie au cours de la rotation du rotor à mesure que les enroulements sont activés et désactivés.Avec un moteur sans balais, il est possible de contrôler les courants d’enroulement de manière à faire passer progressivement le courant d’un enroulement à l’autre.Cela réduit l'ondulation du couple, qui est une pulsation mécanique d'énergie sur le rotor.L'ondulation du couple provoque des vibrations et des bruits mécaniques, en particulier à faible vitesse du rotor.

5. Coût

Étant donné que les moteurs sans balais nécessitent une électronique plus sophistiquée, le coût global d’un entraînement sans balais est plus élevé que celui d’un moteur à balais.Même si un moteur sans balais est plus simple à fabriquer qu'un moteur à balais, puisqu'il manque de balais et de collecteur, la technologie des moteurs à balais est très mature et les coûts de fabrication sont faibles.Cela évolue à mesure que les moteurs sans balais deviennent plus populaires, en particulier dans les applications à volume élevé comme les moteurs automobiles.En outre, le coût de l’électronique, comme celui des microcontrôleurs, continue de baisser, ce qui rend les moteurs sans balais plus attractifs.

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Résumé

En raison de considérations de coût et de performances, tout le monde choisira des moteurs sans balais, ce qui a conduit à leur application dans de nombreux domaines.Bien entendu, des moteurs à balais sont également utilisés à certains endroits.

On peut apprendre beaucoup de choses en observant l’adoption des moteurs sans balais dans les automobiles.Depuis 2020, la plupart des moteurs qui fonctionnent pendant que la voiture tourne, comme les pompes et les ventilateurs, sont passés des moteurs avec balais aux moteurs sans balais pour améliorer la fiabilité.Le coût supplémentaire du moteur et de l’électronique compense largement le taux de défaillance sur site plus faible et les besoins de maintenance réduits.

D’un autre côté, les moteurs qui fonctionnent rarement – ​​par exemple ceux qui déplacent les sièges électriques et les vitres électriques – sont encore pour la plupart des moteurs à balais.La raison en est que la durée totale de fonctionnement de la voiture au cours de sa durée de vie est très faible et que les risques de panne du moteur au cours de la durée de vie de la voiture sont très faibles.

Alors que le coût des moteurs sans balais et de l’électronique associée continue de baisser, les moteurs sans balais trouvent leur place dans des applications traditionnellement occupées par les moteurs à balais.En reprenant l'exemple de l'automobile, les moteurs de réglage des sièges des cartes haut de gamme utilisent des moteurs sans balais car ils produisent moins de bruit.