Les moteurs électriques sont au cœur de tous les systèmes automatisés. On les trouve dans les véhicules, les appareils médicaux, les robots, les engins de chantier et les appareils électroménagers. C'est pourquoi, chez DMKE, nous garantissons à nos clients des moteurs de la plus haute qualité, qu'ils aient besoin d'un simple BLDC, une brossée, ou toute autre. 

Dans cet article, nous aborderons quelques types courants de moteurs électriques et mettra en lumière les mécanismes de fonctionnement et bien plus encore. Alors, poursuivez votre lecture :

Comment fonctionnent les moteurs électriques ?

Les moteurs électriques fonctionnent selon le principe de base suivant : convertir l'énergie électrique en mouvement mécanique. Cette conversion se produit grâce à l'action combinée des champs magnétiques et du courant.

Lorsqu'une machine est mise sous tension, le courant électrique circule dans sa bobine. Le flux du courant entraîne une force, appelée force de Lorentz, qui fait tourner le rotor. Les rotations sont transmises aux systèmes environnants qui alimentent ensuite les appareils et les aident à fonctionner.

Tous les ensembles moteur électrique et contrôleur comportent trois éléments principaux : 

1. Un stator, qui est un champ magnétique stationnaire.
2. Un rotor, qui est le principal élément rotatif. 
3. Un commutateur, qui dirige correctement le flux de courant.

Selon sa complexité et sa conception, un moteur peut soit fonctionner en courant continu (ce qui en fait un courant continu) ou courant alternatif (ce qui en fait un système à courant alternatif). Chacune d'entre elles offre des fonctionnalités et des avantages différents.

Mécanismes à l'origine de la rotation du moteur

Bien que le fonctionnement de base d'un moteur électrique ait déjà été abordé, il est essentiel de bien comprendre la rotation et les principes qui la sous-tendent. Pour mieux comprendre le fonctionnement d'un moteur électrique et d'autres systèmes, il est important de saisir comment le courant électrique interagit avec le champ magnétique. 

En termes simples, le courant circule à travers le conducteur placé à l'intérieur d'un champ magnétique. Ce courant se déplace vers le champ magnétique. Ce flux de courant fait subir au champ magnétique une force appelée force de Lorentz. Ceci la force déplace le conducteur et le champ magnétique global.

Le moteur électrique et les systèmes d'entraînement sont conçus de manière à démarrer à partir d'un signal envoyé au conducteur. Celui-ci se transforme en rotations qui continuent à utiliser des bobines et des aimants. À l'intérieur de chaque moteur électrique, le stator et le rotor fonctionnent en collaboration. Le stator fixe génère un champ magnétique, et le rotor tourne sous l'influence des forces électromagnétiques.

Lorsque du courant alternatif ou continu circule dans le stator, un champ magnétique mobile est créé qui interagit avec le champ magnétique du rotor. Cela produit un force de rotation qui déplace et alimente le mécanisme de l'appareil. Cette force de rotation est appelée couple en physique.

Indépendamment de la taille, du type et de la complexité fonctionnelle, le les principes fondamentaux de la physique restent les mêmes. Autrement dit, tous les moteurs fonctionnent lorsque l'énergie électrique est convertie en énergie rotative et cinétique efficace.

Différences entre le fonctionnement des différents types de moteurs

À l'intérieur Moteurs à courant continu, Les commutateurs et les balais maintiennent une direction correcte du flux de courant. Ici, on s'assure que le rotor tourne dans une seule direction. 

Sinon, moteurs à courant alternatif fonctionnent avec des variations de fréquence du courant alternatif, en maintenant un mouvement continu sans utiliser de balais. Cela permet aux moteurs à courant alternatif de nécessiter peu d'entretien et d'avoir un rendement élevé.

De plus, les appareils avancés ont moteurs à courant continu sans balais qui utilisent des contrôleurs électroniques pour commuter le courant et améliorer la vitesse. 

Dans tout appareil automatique, la synergie et connexion entre le moteur électrique et le contrôleur sont importants pour garantir une vitesse et un contrôle précis. C'est cette connexion qui permet aux systèmes d'automatisation, aux moyens de transport et aux robots modernes de fonctionner efficacement.

Les moteurs électriques et leurs 10 types courants : aperçu général

Selon l'usage auquel un moteur est destiné, sa conception et ses performances varient, tout comme ses applications. Comprendre les différents types de moteurs électriques et leurs applications peut aider les ingénieurs, les acheteurs et les clients. trouver le type le plus efficace en fonction de leurs besoins.

Pour mieux comprendre chaque type de moteur électrique et ses différences par rapport aux autres, on peut les classer en deux groupes comme suit :

1- Classification basée sur le courant et le type de commutation

2– Classification basée sur des caractéristiques fonctionnelles particulières

Ci-dessous, nous examinerons en détail les principaux types et quelques sous-types de ces classes :

Classes basées sur les types de courant et de commutation

Cette classe comprend les moteurs à courant alternatif et à courant continu, ainsi que leurs sous-types respectifs. 

• Types courants de moteurs à courant alternatif comprennent les servomoteurs à courant alternatif, les moteurs asynchrones et les moteurs synchrones. 
• Au contraire, Sous-types de moteurs à courant continu comprennent les moteurs à courant continu à balais, les moteurs à courant continu sans balais, les servomoteurs à courant continu et quelques autres.

Moteurs électriques à courant alternatif 

Moteurs à courant alternatif utiliser le courant alternatif pour garantir des performances fiables, nécessitant peu d'entretien et continues. Ces moteurs sont principalement utilisés dans des configurations où une puissance de sortie élevée et régulière est requise.

Ils sont réputés pour leur capacité à fournir un couple constant, ce qui les rend parfaits pour les systèmes industriels à grande échelle et les applications qui exigent un fonctionnement prolongé et stable. Les moteurs à courant alternatif sont présents presque partout, depuis des machines aux robots, et des usines aux appareils électroménagers, et dans toutes les machines qui nécessitent une source d'alimentation constante.

Les types courants de moteurs à courant alternatif sont les suivants :

• Moteurs synchrones : Les moteurs synchrones à courant alternatif fonctionnent en tournant à une vitesse similaire à celle du champ magnétique du stator. Quelle que soit la charge supportée, la vitesse reste constante. Ces moteurs sont principalement utilisés dans les appareils où il est important de garantir une vitesse constante, par exemple les horloges, les montres, les disques, etc.
• Moteurs asynchrones : Communément appelés moteurs à induction, ces moteurs à courant alternatif tournent légèrement plus vite que leur champ magnétique. Réputés pour leur durabilité, ces moteurs sont utilisés dans les ventilateurs, les compresseurs et les équipements industriels.
• Servomoteurs à courant alternatif : Le servomoteur à courant alternatif est le sous-type de moteur à courant alternatif le plus courant, conçu pour offrir une puissance élevée. précision dans un système de contrôle en boucle fermée. Ces moteurs sont couramment utilisés dans les machines CNC, les systèmes d'emballage et les petits robots, où un positionnement précis, un retour d'information en temps réel et une vitesse constante sont extrêmement importants.

Moteurs électriques à courant continu

Comme leur nom l'indique, les moteurs à courant continu fonctionner en courant continu et sont réputés pour leur précision en termes de couple et de vitesse. Le principal avantage des moteurs à courant continu réside dans leur démarrage en douceur et leur réactivité. C'est ce qui les rend idéaux pour les processus automatisés à grande vitesse et les systèmes portables.

Voici quelques sous-types courants de moteurs à courant continu :

• Moteurs à courant continu à balais : Un moteur à balais est un moteur conventionnel qui utilise des balais et un commutateur pour transférer le courant au rotor. Ces moteurs offrent une large gamme de commandes électroniques, mais ils sont également sujets à l'usure au fil du temps. Ils sont couramment utilisés dans les appareils électroménagers, les jouets et les systèmes automobiles.
• Moteur à courant continu sans balais : A Moteur BLDC est un moteur compact qui fonctionne à courant continu. Il est très efficace et ne produit pratiquement aucun bruit, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans les drones, les petites pompes à eau et les systèmes de refroidissement intérieurs, où son fonctionnement silencieux est une véritable aubaine.
• Micro-moteur BLDC : Comme son nom l'indique, il s'agit d'un moteur à courant continu sans balais extrêmement petit, souvent utilisé dans des endroits où l'espace est limité mais où la puissance de sortie ne peut être compromise. Les applications les plus courantes de ce moteur comprennent son utilisation dans les appareils médicaux, les outils portatifs et les installations informatiques compactes.
• DC Servo Motors: DC servo motors are brushless motors designed to deliver energy, precision, and efficiency in a compact design while running on batteries. These motors are mostly used in robots, automated vehicles, and wheel hubs of AGVs (Automated Guided Vehicles) to provide powerful control, e-mobility, and ensure smooth operation.

Classification Based On Special Functional Features

This group refers to electric motors and systems that are created to perform a distinctive mechanical function in a specialised environment. 

• Common specialised motors include explosion-proof motors, stepper motors, torque motors, and a few others.

Stepper Motors

Stepper motors are designed to move in discrete steps instead of continuous rotation. This unique motion allows them to offer precise positional control. These motors are commonly found in 3D printers, CNC machinery, medical equipment, cameras, and optical systems.

Explosion-Proof Motors

Explosion-proof motors are designed for hazardous environments where chemicals, gases and dust are common. Their specialised build prevents internal sparking, overheating, and interaction with external contaminants, while ensuring optimal performance.

These motors are used in mines, labs, and the oil and gas industries, where safety and durability are needed.

Step-by-Step Guide To Selecting the Right Motor

Considering the wide variety, choosing the right electric motor and drive system can be a little difficult and time-consuming. Sometimes, even professional engineers struggle with choosing the right motor and connector.

However, with an idea of how to go about choosing a motor, you can easily find one that will help achieve efficiency, precision, and reliability for your specific needs. Below is a step-by-step guide to select the right motor depending on your needs, environment, and expectations from the device:

Step 1: Define Your Application Requirements

The first step is to be clear on the function that you would want a motor to perform. Whether you need continuous rotations, variable speeds, or dynamic positioning, it is important to know the motor’s functionality in a device to choose the right kind. 

If possible, try to identify whether the motor will be loaded constantly, will have a variable load type, or would work best with shock loading. Lastly, calculate the required speed and torque that will help ensure optimal performance as per your needs.

Step 2: Choose Motor Type

Once you have defined the applications of the motor, you can choose any of the above-discussed motor types. 

If you want continuous high-power applications, you can go for Moteurs à courant alternatif. For variable speed operation and precise control, DC motors are ideal. If you need a maintenance-free motor that is also compact and efficient, go for a moteur à courant continu sans balais. For accuracy and automation, go for servo motors. Alternatively, stepper motors are excellent for motion control.

Below is a table that explains which specific motor type works best in a particular device:

Step 3: Considering External Conditions

Once you have decided on the type of motor you want, it’s important to see whether or not your selected type is suitable for the environment it will work in. For example, if a motor has to work in hazardous environments like mines or chemical plants, it must be explosion-proof. 

For outdoor usage, investing in a motor that is not waterproof or rust-resistant is not very wise. Also consider whether the selected type works well with the temperature, moisture, and vibration levels of the machine or place where it will be used.

Step 4: Find A Compatible Controller For the Motor

It’s essential to find control systems that are compatible with the electric motor and its operation. This helps achieve stable speed and torque while ensuring long life and durability for the motor. It’s best to conduct proper research and find efficient motor drivers and inverters that will smoothly accelerate and brake the motor system.

Step 5: Evaluate Efficiency and Maintenance

Depending on the motor you have selected, evaluate the overall efficiency as well as maintenance needs. This helps ensure that the selected one is the optimal choice for the device under consideration.

Choosing a low-maintenance motor with high energy efficiency will help you stay stress-free for a long time. It will also ensure that you make no compromise on the performance and efficiency of the motor.

Other than these important steps, below are some tips that will help one choose the right motor:

• Carry out proper and in-depth research before making any purchase decision.
• Never fall for scammers offering poor-quality motors at an unbelievably low price.
• Try to buy a motor with at least 20% higher torque than your requirement, just to be on the safe side.
• Only purchase the electric motor and controller from trusted and reliable makers.
• Verify that the motor’s voltage ratings match your area’s power supply standards.
• Try to choose a motor that offers waterproofing, thermal protection, and rust-resistance.
• Prefer motors that have overload sensors to prevent hazards.
• For rigorous outdoor usage, only go for sealed or waterproof motors.
• When purchasing a motor for medical or official settings, find options with low noise and lower vibration features.
• Always go to a seller who offers good after-sales support and part availability.

Components in Motor Development

Crafting a quality and high-performance electric motor and drive system is a task that requires precision, expertise, and advanced materials. Motor development is not something every brand can do with exceptionality. Hence, it is essential to find reliable manufacturers and suppliers of motors whenever you need one.

To understand the components required in motor development, one can divide them into two different groups based on their functionality and role in the working of the motor. Below is a detailed discussion of each of these component groups, one by one.

1- Base Components 

A total of five elements make up the foundation of all types of motors. These include the stator, rotor, bearing, shaft, and the motor frame or housing. These components form the heart of every electric motor, and in most cases, any issue with one of these causes the motor’s failure.

The two main elements, i.e., stator and rotor, work together to create mechanical motion, while bearings ensure the smooth rotation of the rotor and other parts during the motor’s operation. Shafts inside the motor help transmit torque to the load, and lastly, the motor housing or frame, as its name explains, protects the internal parts from dust, moisture, vibration, and heat.

It is essential for these core elements to have high-quality and insulating properties. This will help ensure the durability and proper functioning of a motor, along with preventing energy loss and overheating.

2- Electrical and Control Elements

Equally important to the core components of a motor are its electrical and control elements. These include the windings, the commutator or electronic controller, the sensors, and the drivers and inverters that help the motor perform its function.

Windings, typically made of copper, help generate the magnetic field when a motor is turned on. An electronic controller or commutator ensures proper current flow and continuous rotation inside a running motor. Within these controllers are the sensors, drivers, and inverters that help regulate the speed, direction, and torque of the motor.

These electrical components, along with the control systems, make the motor efficient, stable, silent, and responsive.

Other than these core components, modern motors also feature advanced technologies and systems for thermal management, magnetic selection, and smart control. Engineers carefully consider magnetic material selection and structural design to craft motors that are not only durable but also high-performing.

Some motors used in modern automation, AGVs, and underwater pumps are equipped with explosion-proof components for added protection and longevity.

À DMKE, we engineer each and every electric motor and drive solution using high-quality materials, followed by advanced manufacturing processes. All our products undergo extensive tests for quality and performance before they are marketed to consumers. 

This careful formulation ensures that every motor we manufacture delivers stability, power, and performance like none other.

Conclusion

Regardless of its type, each motor works on the basic principle of converting electrical energy into mechanical motion. All motor types, from DC to AC, and from brushless to brushed motors and their subtypes, serve a specific purpose. Each of these have their own strengths and weaknesses that make it ideal for particular applications.

Understanding the basic features and advantages of each motor type helps one easily find an electric motor and drive system that best suits their needs.

At DMKE, every motor we develop is built with precision, durability, and the user’s ease in mind. This ensures that our motors deliver consistent performance and reliability for years to come.

We deal in almost all types of AC and DC, brushed and brushless motors, along with AGV and explosion-proof motors. Whether you want to empower your industrial machines or are building a DIY kitchen appliance that needs a reliable motor, our products cater to everyone.

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