Le moteur électrique est un système électromécanique ayant la capacité de convertir de l’énergie électrique en énergie mécanique. Il existe en divers modèles et est présent dans différents types de machines. On le retrouve notamment dans les voitures, les vélos, les équipements de cuisine, les batteurs, etc. Néanmoins, il faut savoir que tous les moteurs électriques fonctionnent sur un seul et même principe. Découvrez leur mode de fonctionnement dans cet article.
Moteur électrique : fonctionnement
Le moteur électrique est composé d’une partie fixe qu’on appelle stator et d’une partie mobile appelée rotor. Ce dernier tourne à l’intérieur du stator magnétique fixe, puis celui-ci produit un champ magnétique à l’aide des aimants qui peuvent être permanents ou non. Les pôles de la partie mobile peuvent tourner librement et donc s’aligner avec ceux de la partie fixe. C’est ainsi que les différents pôles s’attirent entre eux. Tandis que le stator produit un puissant champ magnétique fixe, les électro-aimants qui se trouvent sur le rotor génèrent un champ magnétique décalé.
Ainsi, le principe de base du moteur électrique est l’utilisation de la propriété d’attraction des deux pôles. Par conséquent, cela permet d’obtenir un rendement presque constant avec 80 à 90 %.
L’utilisation d’un variateur pour obtenir un moteur électrique à vitesse variable
On peut se poser la question : comment faire varier la vitesse de rotation d’un moteur électrique afin d’accroître ou réduire sa puissance ? Pour y parvenir, il faut alimenter ce dernier d’un variateur qui aidera à modifier la fréquence du courant. Ce qui entraîne évidemment un changement de la vitesse de rotation.
Le variateur de vitesse porte également le nom de variateur de fréquence. Il s’agit d’un composant électrique qui vous permet d’ajuster le couple ainsi que la vitesse du moteur. Il peut d’ailleurs aider à modifier la tension moyenne d’alimentation de certains moteurs pour réduire ou augmenter la vitesse. Le système existe en plusieurs modèles qui conviennent à tous les types de moteurs.
L’intérêt de faire varier la vitesse d’un moteur
Modifier la vitesse de rotation d’un moteur est un moyen d’augmenter ou d’abaisser sa puissance. Cette manœuvre est d’ailleurs importante dans le secteur industriel où elle permet de changer le régime des appareils pour qu’ils puissent s’adapter à d’autres systèmes.
La variation de vitesse permet également un démarrage progressif du moteur avec une limitation des courants au démarrage. En outre, elle peut servir à augmenter le niveau de précision du régulateur de vitesse.
À la maison, cette variation aide à modérer la consommation électrique des équipements et proroger leur durée de vie. De même, lorsque vous souhaitez reconvertir une pompe, diminuer la consommation d’un ventilateur ou la vitesse d’une hotte de cuisine, il faudra agir sur la rotation du moteur.
Zoom sur les différents types de moteurs électriques
Il existe une large variété de moteurs électriques sur le marché et chacun présente des caractéristiques spécifiques.
Le moteur à courant continu
Très utilisé, le moteur à courant continu présente un coût initial qui est très abordable lorsqu’il s’agit des équipements de faible consommation. Cependant, les frais peuvent considérablement augmenter pour les appareils de grande consommation. Le contrôle de la vitesse se fait par la variation de la tension d’alimentation. Ce type de moteur existe en une vaste gamme de tensions, mais les plus courantes sont 12 et 24 V.
Le moteur synchrone
Il se distingue par la synchronisation de la rotation du rotor avec la fréquence du courant d’alimentation. De même, on note une constance de la vitesse sous charges variables. C’est d’ailleurs pourquoi il est utilisé dans le matériel de pilotage et les appareils qui requièrent une grande précision.
Le moteur asynchrone
Le moteur asynchrone produit du courant électrique au niveau du rotor grâce à l’induction électromagnétique du champ magnétique du bobinage du stator. C’est le modèle à courant alternatif le plus utilisé, mais aussi le plus important dans le domaine industriel grâce à sa grande capacité de charge.
Le moteur à balais
Le moteur à balais est le modèle le plus classique et il est généralement destiné aux applications à budget moindre ayant un système de commande simple. On l’utilise également pour les équipements industriels basiques.
Le moteur brushless
Il permet de limiter les problèmes courants relatifs aux moteurs à balais. Il se présente avec une conception simple et son contrôle utilise des capteurs à effet Hall pour la détection de l’emplacement des rotors. Le moteur brushless peut donc être facilement contrôlé grâce au contrôleur à travers le courant au sein des bobines du rotor.
D’autre part, on distingue les moteurs pas à pas qui figurent dans la catégorie des moteurs brushless. Ils sont généralement présents dans les imprimantes et les applications industrielles.
Le moteur électrique a un fonctionnement plus ou moins complexe, mais qui n’a rien de compliqué. Pour un meilleur usage, pensez à utiliser un variateur de fréquence afin de pouvoir modifier la vitesse.
