Monophasé (brossé)

Les moteurs monophasés comprennent les moteurs à balais, les moteurs à bobine mobile, les électro-aimants, les paliers magnétiques et les charges inductives pures. Les moteurs à balais sont les moteurs monophasés les plus courants. Dans le cadre de cet article, nous parlerons des servomoteurs CC à aimants permanents et à balais.

Construction

Le moteur à courant continu à balais est le type de moteur le plus simple et le plus courant. Ce moteur comporte un ensemble fixe d'aimants permanents sur le stator et un induit, ou rotor, avec un fil isolé enroulé autour d'un noyau de fer. Les fils sont directement reliés à un commutateur mécanique, ce qui élimine la nécessité d'une commutation externe et d'une rétroaction. Comment les bobines sont-elles alimentées si elles sont attachées à un rotor en mouvement ? Comme les bobines sont constamment en mouvement, elles doivent être alimentées par une source externe, et c'est là qu'interviennent les balais. Les balais font le lien entre la source externe de courant continu et le rotor. Les balais sont généralement en graphite ou en carbone. Les balais entrent en contact avec le collecteur rotatif pour diriger le courant dans les bonnes bobines au bon moment. Tout comme le servomoteur C.C. sans balais, la rotation du servomoteur C.C. à balais est obtenue en modifiant individuellement l'intensité et la direction du courant dans chaque jeu de bobines. Lorsque le courant circule dans les enroulements du collecteur et de l'induit, le champ électromagnétique produit repousse ou attire les aimants permanents du stator, créant ainsi un couple qui entraîne le moteur.

Les servomoteurs à courant continu à balais sont appréciés pour leur puissance élevée et leur facilité d'utilisation. Cependant, en raison de la friction mécanique constante entre les balais et le collecteur, ces moteurs nécessitent un entretien périodique. Les balais de carbone peuvent être facilement remplacés mais, avec le temps, le collecteur risque également de s'user au point de devoir remplacer l'ensemble du moteur.

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Avantages

  • Les servomoteurs à balais ont généralement un faible coût initial.
  • Ils sont faciles à mettre en place, et le contrôle de la vitesse du moteur est simple et fiable.
  • Une technologie mature qui a eu beaucoup de temps pour être affinée et optimisée.
  • Privilégié pour les applications simples qui ne nécessitent pas une grande précision.

Inconvénients

  • Tout le moteur doit être remplacé lorsque les collecteurs s'usent.
  • Les brosses doivent être remplacées et produisent de la poussière qui doit être nettoyée régulièrement.
  • Faible dissipation de la chaleur

Histoire

Le moteur CC à balais a joué un rôle essentiel dans la révolution industrielle de la fin des années 1800. Le moteur à courant continu a été le premier moteur électrique, rendu possible par l'invention de l'électroaimant par William Sturgeon. Le moteur à courant continu de Sturgeon a été perfectionné par Thomas Davenport qui y a ajouté des balais et des collecteurs, créant ainsi le premier moteur à courant continu à balais fonctionnel. Thomas Edison a encouragé l'utilisation des moteurs à courant continu et a popularisé leur utilisation dans les applications industrielles. Le moteur à courant continu à balais étant le premier moteur électrique d'une puissance significative, de nombreuses machines ont été alimentées par des moteurs électriques plutôt que par la vapeur ou la pression hydraulique. Le processus industriel s'en trouve à jamais modifié. Les équipements ont pu être plus petits et plus sûrs, davantage d'emplois ont été créés et de nouveaux processus ont permis de créer de nouveaux produits et marchés.

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