Qu’est-ce qu’un contrôleur de moteur à courant continu ?
À propos contrôleur de moteur CC 7 choses Un contrôleur de moteur CC (courant continu) est un type particulier de dispositif électrique qui transforme l’énergie électrique en énergie mécanique. Les moteurs CC reçoivent de l’énergie électrique en utilisant du courant continu et convertissent ensuite cette énergie en une rotation automatique.
Les moteurs à courant continu sont présents presque partout. Ils utilisent le champ magnétique généré par le courant généré. Ce sont ces courants qui entraînent le rotor fixé sur l’arbre de sortie. La vitesse et le couple de sortie dépendent à la fois de la conception du moteur et de l’entrée électrique.
Comment fonctionne un contrôleur de moteur CC ?
Les moteurs à courant continu varient en puissance et en taille. Vous pouvez trouver des mécanismes importants utilisés pour tirer des palans et des ascenseurs, pour propulser des véhicules, ou de petits moteurs que l’on trouve dans les jouets. Mais encore une fois, comment fonctionne un moteur à courant continu ? Les moteurs à courant continu se composent de deux parties essentielles : un induit et un stator. Le stator est la partie permanente du moteur, et l’armature est la partie tournante.
Un moteur à courant continu utilise des jeux d’aimants fixes situés dans le stator en plus d’une bobine de fil. La boucle de fil est traversée par un courant qui génère un champ électromagnétique qui est aligné. Un ou plusieurs enroulements de la bobine de fil isolé sont enroulés autour du noyau du moteur afin de concentrer le champ magnétique.
Les enroulements du fil isolé sont reliés à un commutateur électrique rotatif (collecteur), qui applique un courant électrique aux enroulements de la bobine. Le commutateur électrique rotatif permet à chaque bobine de l’induit d’être mise sous tension, créant ainsi un couple ou une force de rotation régulière.
En allumant et en éteignant les bobines en séquence, on crée un champ magnétique qui interagit avec différentes zones des aimants fixes, créant ainsi un couple. Ces principes de fonctionnement fondamentaux permettent aux moteurs à courant continu de convertir l’énergie électrique du courant continu en énergie mécanique utilisable pour les équipements de propulsion. Tout cela par le biais d’un mouvement de rotation.
Qui a inventé le contrôleur de moteur CC ?
Le moteur à courant continu est un dispositif électrique exceptionnel qui a révolutionné la vie des gens de différentes manières. Mais qui est l’inventeur du moteur CC ? Comme pour toute autre innovation, de nombreuses personnes ont joué un rôle dans le développement d’autres équipements.
Aux États-Unis, Thomas Davenport a été l’inventeur du premier moteur électrique. Davenport a été la première personne à aller de l’avant et à demander un brevet pour un moteur électrique utilisable. C’était en 1837. Cependant, Davenport n’était pas la première personne en tant que telle à construire un moteur électrique, car d’autres inventeurs en Europe avaient déjà développé des versions plus puissantes.
La raison pour laquelle il a fait l’éloge de Davenport comme étant l’inventeur original est qu’il a demandé un brevet plus tôt. En 1834, Jacobi Moritz avait déjà présenté un moteur très puissant (trois fois plus puissant) que celui de Davenport. Un an plus tard, Sibrandus Stratingh et Christopher Becker ont démontré une application pratique du moteur électrique.
Types de contrôleurs de moteurs à courant continu et contrôle des moteurs à courant continu
Il existe plusieurs types de moteurs à courant continu qui méritent d’être connus. Jusqu’à présent, ce guide a expliqué en détail ce que sont les moteurs CC, leur fonctionnalité et leur histoire. À présent, nous allons nous pencher sur les types de moteurs CC. En résumé, il existe quatre principaux types de moteurs CC, comme indiqué ci-dessous :
Moteurs CC sans balais
Ils sont également connus sous le nom de moteurs à courant continu synchrones ou moteurs à commutation électronique. La principale différence entre ces types de moteurs avec les autres est qu’ils sont dépourvus de collecteur. Celui-ci est toutefois remplacé par un servomécanisme qui peut détecter et ensuite ajuster l’angle du rotor. Les moteurs CC sans balais sont durables et sûrs.
Moteurs CC à balais
Ce sont les moteurs CC originaux qui remontent à la conception initiale de Sprague. Bien qu’ils restent populaires pour les machines à papier, les grues et les laminoirs, leur popularité est en train de s’estomper.
Moteurs DC shuntés
Il s’agit d’un type de moteurs à balais avec des connexions d’enroulements de champ en parallèle avec l’armature. Ils ont un courant plus faible en raison des enroulements parallèles. Les moteurs shunt sont très utilisés dans de nombreuses applications nécessitant un couple constant. Les mélangeurs, les convoyeurs à bande et les palans en sont les principaux utilisateurs.
Moteurs CC en série
Il s’agit de la dernière variété. Les enroulements de champ connectés en série les distinguent des moteurs parallèles. Cela signifie donc que le courant d’induit passe bien par l’enroulement de champ, ce qui crée des vitesses beaucoup plus rapides. Les moteurs CC en série sont idéaux pour les tâches qui exigent un couple de démarrage élevé.
En ce qui concerne le contrôle des moteurs CC, voici les méthodes les plus courantes :
Contrôleur de direction : Pont en H
Le circuit en pont en H est l’une des méthodes les plus simples pour contrôler un moteur à courant continu. Vous trouverez ici quatre interrupteurs contrôlés par paires. Lorsque l’une de ces paires est fermée, elle complète immédiatement le circuit et alimente ensuite le moteur. Le pont en H peut également contrôler la vitesse.
Contrôleur de vitesse : Modulation de largeur d’impulsion (PWM)
Les circuits PWM font varier la vitesse du moteur en simulant une augmentation ou une réduction de la tension d’alimentation. La PWM est facile et peu coûteuse à appliquer, un aspect qui permet un contrôle continu de la vitesse du moteur. Vous trouverez ici des variateurs de vitesse qui fonctionnent en envoyant des impulsions périodiques au moteur. Lorsque l’inductance de la bobine en utilisant une impulsion classique apporte un effet de lissage contraignant, le moteur électrique est comme alimenté par une haute ou une basse tension.
Contrôleur d’induit : Résistance variable
C’est une autre façon d’affecter la vitesse d’un moteur DC. Ici, on fait varier le courant alimenté soit par l’armature, soit par la bobine de champ. Si vous êtes attentif, vous remarquerez que la vitesse de l’arbre de sortie change lorsqu’il y a un changement dans le courant des bobines. Les résistances variables peuvent modifier le courant de sorte que vous puissiez augmenter la vitesse.
Ce que vous devez savoir lorsque vous achetez des moteurs à courant continu
L’achat de moteurs à courant continu est facile. Tout ce que vous avez à faire est de trouver votre fournisseur, de négocier un accord, de payer et de choisir vos marchandises, n’est-ce pas ? Si vous le pensez, vous avez tort. Il y a quelques éléments essentiels que vous devez prendre en compte avant d’acheter vos moteurs CC. Voici quelques facteurs cruciaux à prendre en compte :
Tension
Plus l’énergie est élevée, plus le couple est élevé. L’énergie permet au courant net de circuler dans une seule direction. Veillez à vérifier la tension recommandée pour le moteur CC dans le manuel d’instructions. Si tel n’est pas le cas, allez voir ailleurs.
Courant
Le courant alimente le moteur, et une trop grande quantité de courant est dangereuse car elle endommage le moteur. Assurez-vous de connaître le courant de fonctionnement et de décrochage de votre contrôleur de moteur CC avant d’en acheter un.
Vélocité
La vélocité est quelque peu compliquée lorsqu’il s’agit de moteurs. Les moteurs fonctionnent efficacement à des vitesses élevées, mais cela n’est pas possible si un engrenage est nécessaire. L’ajout d’engrenages ne limite pas l’efficacité du moteur. Par conséquent, vous devez prendre en compte le couple et la réduction de la vitesse également.
Le matériau des circuits imprimés qu’ils contiennent
Le type de matériau de carte de circuit imprimé utilisé dans la fabrication de vos moteurs CC a de l’importance. Choisir des moteurs CC composés de PCB avec des matériaux de qualité inférieure est risqué pour les besoins de contrôle des moteurs CC.
Pourquoi choisir un moteur à courant continu ?
Bien que vous ayez la possibilité d’utiliser des moteurs CA, nous vous recommandons fortement de choisir un moteur CC en premier lieu. Mais pourquoi, vous vous demandez peut-être. Les moteurs CC présentent quelques avantages par rapport aux moteurs CA. Par exemple, ils sont excellents lorsque vous avez besoin d’un couple de démarrage élevé pour entraîner des charges à forte inertie. De plus, il est facile de contrôler la vitesse des moteurs CC, contrairement aux moteurs CA.
Les moteurs CC sont également idéaux lorsqu’ils doivent être alimentés par des sources de courant continu à basse tension, comme des panneaux solaires ou une batterie. Si vous souhaitez inverser rapidement le sens de rotation, les moteurs CC sont idéaux pour vos applications. Contrairement aux moteurs CA, vous pouvez démarrer et arrêter les moteurs CC rapidement et avec beaucoup de facilité.
Domaines d’application du contrôleur de moteur CC
Comme il y a plusieurs moteurs CC sur le marché aujourd’hui, nous les utilisons largement. À la maison, les moteurs CC sont utilisés dans les jouets, les outils et autres appareils ménagers. Dans le secteur industriel, ils sont utilisés, entre autres, pour faire fonctionner des tables tournantes, des convoyeurs et des inverseurs. Voici quelques exemples d’applications spécifiques des contrôleurs de moteur à courant continu :
Pour les pompes
Les moteurs à courant continu sont utilisés pour alimenter les pompes en raison de leur excellente réponse en mouvement et de leur vitesse facilement variable.
Dans les ventilateurs
Ils sont préférés dans les ventilateurs en raison de leur mécanisme d’économie d’énergie.
Pour les jouets
Avec une grande variété de tensions, les jouets à moteur CC nécessitent différents types de mouvements et de vitesses.
Pour les voitures électriques
Les moteurs CC destinés aux véhicules électriques sont préférés en raison de leur durabilité et de leur efficacité énergétique.
Pour les vélos électriques
Les vélos électriques sont équipés de moteurs à courant continu situés dans le moyeu de la roue arrière et de la roue avant afin de fournir les niveaux de puissance et le couple requis.
Résumé
Sans aucun doute, il n’y a pas de fin en vue quant à la disparition de l’utilisation des contrôleurs de moteur CC. Ils continuent à trouver leur utilité dans plusieurs applications, malgré la concurrence féroce des appareils modernes et intelligents. Il existe quatre types de moteurs CC sur le marché. Ils sont tous équipés de cartes de circuits imprimés. Sans cartes de circuits imprimés, les contrôleurs de moteurs CC ne fonctionneront pas comme prévu. Les PCB sont le cœur des contrôleurs de moteur CC.
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