Structure du moteur BLDC et sélection des matériaux

Les moteurs BLDC (Brushless DC) sont devenus des composants essentiels dans l'automatisation, les nouvelles énergies, l'aérospatiale et d'autres domaines en raison de leurs avantages significatifs : vitesse élevée, faibles pertes et longue durée de vie. Cet article présente principalement les composants des moteurs à courant continu sans balais et les matériaux qu'ils utilisent.

Composition structurelle des moteurs BLDC

1. stator :

Le stator est la partie fixe du moteur, chargée de générer un champ magnétique rotatif et d'entraîner la rotation du rotor.

Structure de base :

Noyau stratifié : Structure cylindrique ou en forme d'anneau formée par l'empilement de nombreuses couches minces, tôles d'acier au silicium isolées en surface (bonne conductivité magnétique et faible perte par courants de Foucault). Des fentes sont régulièrement réparties sur sa circonférence intérieure.

Enroulement : Bobines de fil de cuivre sont étroitement encastrées dans les fentes du noyau. Ces bobines sont connectées selon des règles spécifiques (généralement trois phases : U, V, W) pour former des électroaimants multiples. La méthode de connexion des bobines affecte les caractéristiques du moteur.

Points clés : Le noyau du stator agit comme un "squelette" pour la conductivité magnétique, tandis que l'enroulement du stator est le "port d'entrée de l'énergie" et le "générateur de champ magnétique". Lorsque le courant passe à travers l'enroulement triphasé dans un ordre spécifique, un champ magnétique en rotation continue est généré à l'intérieur du stator.

Matériau du stator du moteur

2. Rotor :
Le rotor est la partie tournante du moteur. Il est attiré par le champ magnétique rotatif généré par le stator et le fait tourner.

Structure de base :
Arbre : Un arbre métallique solide qui est le support du couple de sortie du moteur et qui est généralement supporté par le couvercle d'extrémité par l'intermédiaire de roulements.

Noyau du rotor : Il est également composé de tôles magnétiques en acier au silicium laminé et fixé sur l'arbre. Sa fonction est de fournir un circuit magnétique.

Aimant permanent : Des aimants permanents à haute performance sont fermement montés sur la surface extérieure du noyau du rotor ou incorporés à l'intérieur de celui-ci. Ces aimants sont magnétisés sous la forme de pôles N et S alternés.

3. Capteur de position :
Types courants : Le plus couramment utilisé est le capteur à effet Hall. Il y a généralement trois capteurs à effet Hall (correspondant à trois phases), qui sont astucieusement installés à l'intérieur du stator, près de l'entrefer.

Principe de fonctionnement : Lorsque le rotor tourne, le champ magnétique de l'aimant permanent qu'il contient balaie tour à tour ces capteurs à effet Hall. Le capteur peut détecter le changement de direction du champ magnétique et convertir ce changement en un signal électrique.