Un moteur à courant continu à balais est un type classique de dispositif d'entraînement qui convertit directement le courant continu en rotation mécanique. Ce type de moteur a une structure simple et est largement utilisé, on le trouve couramment dans les appareils électroménagers, les jouets électriques et certains petits appareils des véhicules.
Ce qui suit est une introduction détaillée à moteurs à courant continu à balais :
1. Structure de base
La structure interne d’un moteur à courant continu à balais se compose principalement de plusieurs parties :
Stator (partie fixe) : Généralement des aimants permanents fixés à la paroi interne du boîtier, chargés de fournir un champ magnétique stable.
Rotor (partie rotative) : Une bobine rotative enroulée au centre, où le courant circule pour générer une force magnétique.
Pinceaux : C’est sa principale caractéristique. Les balais sont généralement en carbone et sont en contact étroit avec le collecteur rotatif.
Commutateur : Situé sur l’arbre du rotor, il fonctionne avec les balais pour changer le sens du courant.
2. Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement de ce moteur utilise le principe magnétique selon lequel « les pôles opposés s'attirent, comme les pôles se repoussent » :
Lorsque le courant circule à travers les balais dans la bobine du rotor, la bobine génère un champ magnétique.
Le champ magnétique du rotor interagit avec le champ magnétique du stator externe, générant une poussée qui fait tourner l'arbre central.
Pour garantir que le moteur tourne continuellement dans un sens, le collecteur change automatiquement le sens du courant dans la bobine chaque fois que le rotor tourne d'un certain angle, garantissant ainsi que la poussée est toujours présente.
3. Principaux avantages
Contrôle simple : connectez-le simplement à une source d'alimentation CC (comme une batterie) et il commence à tourner. Le contrôle de la vitesse est également pratique ; une tension plus élevée entraîne une rotation plus rapide et une tension plus faible entraîne une rotation plus lente.
Couple de démarrage élevé : Ce type de moteur peut générer une puissance importante au démarrage, adaptée au démarrage avec de lourdes charges.
Faible coût : En raison de sa structure simple, il est peu coûteux à fabriquer et facile à réparer.
4. Entretien et limites
En raison du contact physique dans les moteurs à courant continu à balais, certains problèmes inévitables surviennent lors de l'utilisation :
Usure mécanique : étant donné que les balais et le collecteur frottent constamment les uns contre les autres, les balais s'usent avec le temps et nécessitent un remplacement régulier.
Étincelles : La friction et la commutation de courant peuvent produire de petites étincelles à l'intérieur, ce qui nécessite une attention particulière dans les environnements inflammables ou explosifs. Bruit de fonctionnement : comparé aux moteurs sans balais, son bruit de friction est légèrement plus perceptible.
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