Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Le stator, le rotor, les brosses et le collecteur
- Engrenages et Ceintures
- Roulements pour réduire le frottement
Les moteurs électriques reposent sur l'induction électromagnétique, un phénomène découvert au début des années 1800 par le physicien Michael Faraday. Il a découvert que le fait de déplacer un aimant dans un toroïde autour duquel il avait enveloppé un fil conducteur générait un courant électrique dans le fil. Les moteurs électriques utilisent cette idée en sens inverse. Lorsqu'un courant traverse une bobine, celle-ci devient magnétisée et, si elle est attachée à un arbre et suspendue dans le champ généré par un aimant permanent, les forces magnétiques opposées créent suffisamment d'effort pour faire tourner l'arbre. Connecter l'arbre à un mécanisme à engrenages le rend capable de travailler, et l'ajout de roulements réduit les frottements et augmente l'efficacité du moteur.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les pièces principales d'un moteur électrique comprennent le stator et le rotor, une série d'engrenages ou de courroies et des roulements pour réduire les frottements. Les moteurs à courant continu ont également besoin d'un commutateur pour inverser la direction du courant et faire tourner le moteur.
Le stator, le rotor, les brosses et le collecteur
Plutôt que d'utiliser un aimant permanent, les moteurs électriques commerciaux modernes reposent généralement entièrement sur des électroaimants. Le stator est formé d’une série de petites bobines disposées de manière circulaire, qui génèrent un champ magnétique permanent. Une bobine séparée enroulée autour d'une armature et attachée à un arbre forme le rotor, qui tourne à l'intérieur du champ. Parce que vous ne pouvez pas attacher de fils à une bobine en rotation, le rotor intègre généralement des brosses métalliques qui restent en contact avec une surface conductrice du stator. Cette surface, ainsi que les enroulements du stator, sont connectés aux bornes d'alimentation situées sur le boîtier du moteur.
Lorsque vous mettez le système sous tension, de l’électricité pénètre dans les bobines de champ pour créer un champ magnétique permanent. Il traverse également les brosses et dynamise la bobine d'induit. Les moteurs à courant continu, tels que ceux fonctionnant sur batterie, comprennent également un commutateur, qui est un commutateur fixé à l’arbre du rotor qui inverse le champ électrique à chaque demi-tour du rotor. Cette inversion de champ est nécessaire pour que le rotor continue de tourner dans un sens.
••• nabihariahi / iStock / Getty ImagesEngrenages et Ceintures
En soi, un arbre de moteur en rotation n'est pas très utile, sauf si vous souhaitez l'utiliser pour percer ou pour faire tourner une pale de ventilateur. La plupart des moteurs intègrent un système d'engrenages et / ou de courroies d'entraînement pour convertir l'énergie de l'arbre en rotation en mouvement utile. La configuration des courroies ou des engrenages peut augmenter la vitesse de rotation sur un arbre adjacent, ce qui entraîne une réduction de la puissance ou peut augmenter la puissance tout en réduisant la vitesse de rotation. Les engrenages à vis sans fin peuvent changer le sens de rotation de 90 degrés. Les engrenages et les courroies permettent à un seul moteur d’exécuter simultanément diverses fonctions.
Roulements pour réduire le frottement
Plus le moteur est grand, plus il y a de frictions entre les pièces mobiles. Cette force de friction s'oppose au mouvement du rotor, ce qui réduit l'efficacité du moteur et finit par user les pièces. La plupart des moteurs ont des paliers entre le stator et le rotor pour maintenir le rotor centré et minimiser l'entrefer. Les moteurs plus petits ont des roulements à billes tandis que les gros moteurs utilisent des roulements à rouleaux. Les roulements ont besoin d'une lubrification périodique, ce qui, avec l'entretien et le nettoyage des enroulements du stator et des balais de rotor, est une procédure de maintenance importante.