Comment fonctionne un moteur à courant continu ?

Quel est le principe du fonctionnement des moteurs à courant continu ?
Quels sont les principaux composants d’un moteur à courant continu ?
Quels sont les différents types de moteurs à courant continu existants ?

Techniquement, les moteurs à courant continu (CC) se nomment également commutateurs de production de rotation uniforme à partir d’une énergie électrique, dont l’intensité reste indépendante du temps. Selon les utilisateurs, ce type de moteur se sert mieux de l’énergie d’entrée. Ce qui lui permet de rester plus efficace par rapport notamment à un moteur à courant alternatif.

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Quel est le principe du fonctionnement des moteurs à courant continu ?

Le fonctionnement des moteurs à courant continu repose sur le principe de l'interaction entre un champ magnétique et un courant électrique. L'utilisation d'un moteur courant continu 24v est courante pour de nombreux équipements en raison de son efficacité et de sa compacité. L’interaction en question obéit, elle aussi, à la loi de Lorentz : lorsqu'un conducteur électrique parcourt un champ magnétique, une force est exercée sur lui, générant un mouvement.

En revanche, plusieurs éléments interviennent dans le processus de mise en œuvre d’un tel principe.

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Quels sont les principaux composants d’un moteur à courant continu ?

Les moteurs à courant continu sont composés de trois principaux éléments. Ce sont notamment :

L’inducteur ou stator
L’induit ou rotor
Le collecteur, généralement associé à des balais.

L’inducteur ou stator

C’est la partie statique, fixe, du moteur. Il regroupe :

Une carcasse
Des paliers avec des flasques
Des portes balais
Un empilement de tôles ferromagnétiques en guise de paires de pôles
Des bobinages en cuivres.

Si la carcasse sert à protéger l’ensemble du moteur des éventuels chocs, les bobinages en cuivres, eux, permettent de créer le champ magnétique responsable de la rotation de l’équipement. De même, pour uniformiser la rotation de l’élément, le nombre de paires de pôles doit se conformer aux bobinages réalisés. C’est surtout la raison pour laquelle certains modèles, comme ceux d'un moteur électrique 48v, de haute puissance intègrent plusieurs paires de pôles avec des dimensions réduites d’encombrements et une pénétration poussée du flux magnétique dans le rotor. De même, certains modèles, notamment avec un moteur 1000 tr/min, se distinguent par leur vitesse de rotation constante.

L’induit ou rotor

C’est la partie mobile du moteur.

L’induit se reconnaît facilement par son arbre sur lequel se regroupent les disques ferromagnétiques. Ces derniers présentent également des encoches où se logent les bobines, souvent appelés bobinages rotoriques. Des lames de collecteur se chargent à leur tour de faciliter le passage du courant continu à travers chaque bobine, et par la même occasion d’entraîner la rotation de l’ensemble.

À noter toutefois que chaque lame de cuivre est espacée d’une micanite, l’isolant par excellence pour ce type de moteur.

Le collecteur

Le collecteur, ou commutateur, est une pièce tournante permettant d’assurer la liaison électrique entre le stator et le rotor du moteur. Son fonctionnement reste cependant indissociable à des balais : des pièces d’usure généralement en graphite. En effet, le moteur à balais est particulièrement sujet à l'usure en raison de cette interaction entre le collecteur et les balais. Cependant, ce type de minerai reste le point sensible du moteur à courant continu. En effet, la commutation entraîne des étincelles entre les lamelles, ce qui risque une dégradation accélérée du collecteur, et par la même occasion, du moteur en lui-même.

Quels sont les différents types de moteurs à courant continu existants ?

Il existe quatre (4) principaux types de moteurs à courant continu CC :

Les moteurs à courant continu à excitation indépendante
Les moteurs à courant continu à excitation parallèle
Les moteurs à courant continu à excitation en série
Les moteurs à courant continu à excitation composée.

Les moteurs à courant continu à excitation indépendante

Les moteurs à courant continu à excitation indépendante incorporent un bobinage inducteur connecté à un système d’alimentation séparé. Le courant alimentant l’inducteur du moteur n’est donc pas le même de celui circulant dans l’induit.

Les moteurs à courant continu à excitation parallèle

Ces équipements électriques se nomment parfois moteurs à courant continu à excitation en dérivation ou moteurs à courant continu à excitation shunt.

Dans ce type de moteur, le circuit inducteur se branche d’une manière parallèle par rapport à l’induit.

Les moteurs à courant continu à excitation en série

Les moteurs à courant continu à excitation en série proposent un circuit inducteur connecté en série avec l’induit. Sur ce type de moteur, on constate rarement de la vitesse à vide.

Les moteurs à courant continu à excitation composée

Le terme composé de ce type de moteur se réfère notamment à l’inducteur série qui s’ajoute à l’inducteur shunt du système. Ainsi, dans certains cas, on les nomme moteurs à courant continu à excitation composée à flux additif.

Pour des usages particuliers, il existe également des moteurs à aimants permanents. Ce sont des moteurs à courant continu qui se servent d’aimants permanents à la place des induits, et parmi eux, le moteur 24v est particulièrement recherché pour sa performance. Pour des applications spécifiques, un moteur à courant continu 12v est souvent privilégié pour sa compacité et son efficacité énergétique. Ces moteurs électriques 12v sont choisis pour leur efficacité et leur taille compacte.

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