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Les moteurs EC, à commutation électronique, ou encore moteurs sans balais sont de plus en plus prisés pour leur efficience et leur durabilité. Contrairement aux moteurs CC, à courant continu, les moteurs EC ne possèdent pas de balais. Découvrez le fonctionnement de cette technologie, les différences avec les moteurs à courant continu et les avantages qui en découlent.
La technologie de commutation électronique
La gamme de moteurs WEG, WECM, est de la famille des moteurs à courant continu sans collecteur (BDLC). Les moteurs EC, à commutation électronique de type brushless (sans balai ni charbon), sont des moteurs de type synchrone, donc tournant à la même vitesse que le champ magnétique. Le rotor est équipé d’aimants permanents (néodyme-fer-bore pour la gamme WECM de WEG) et le stator se compose d’enroulements pilotés par microcontrôleur.
Les bobines du stator sont alimentées par l’électronique de manière séquentielle, les aimants scindés en deux parties (nord et sud) se déplaçant à chaque fois dans le sens du champ alternatif créé. La commande électronique adapte en permanence la fréquence de commutation des bobines à la tension d’alimentation de façon à ce que le champ reste en avance sur la position du rotor. De ce fait, plus les séquences sont proches, plus la vitesse du moteur sera importante, et inversement.
Quelles différences avec les moteurs CC à courant continu ?
Le moteur EC est de la famille des moteurs à courant continu sans collecteur (BDLC). C’est pratiquement une copie quasi conforme d’un moteur CC, à la différence près que la commutation n’est pas réalisée mécaniquement par le collecteur, comme dans le cas d’un moteur CC traditionnel, mais électriquement.
Il n’existe aucun contact mécanique entre stator et rotor. Le rotor est équipé d’aimants permanents. Le moteur EC ne fonctionne pas directement à partir d’une source de tension CC, par contre son fonctionnement est similaire à un moteur CC. Le rendement d’un moteur EC de type brushless et ses performances seront toujours supérieurs à celles d’un moteur à courant continu classique, grâce notamment à l’absence de pertes mécaniques et électriques liées aux balais, surtout lors de faibles charges.
Le moteur à commutation électronique (EC) est alimenté par un courant en forme de créneau qui génèrent une force contre électromotrice trapézoïdale. L’utilisation d’aimants de type néodyme-fer-bore réduit l’inertie du moteur EC de manière très sensible par rapport à un moteur CC équivalent, paramètre essentiel pour de nombreuses applications, particulièrement lors des phases d’accélération.
Les avantages du moteur EC
De manière générale et à performances égales, le moteur sans balai (EC) est d’un prix de revient inférieur à celui d’un moteur classique de type CC, essentiellement du fait du remplacement du collecteur et des balais par un capteur électronique au coût aujourd’hui très réduit.
Les avantages du moteur sans balai sont tels qu’il a désormais pratiquement supplanté l’usage du moteur classique à courant continu pour la grande majorité des applications nécessitant une commande et une régulation électronique de la vitesse, du couple et/ou de la position, adaptées aux besoins, notamment dans le domaine de l’aéraulique.
En corrélation avec les progrès et le développement de l’électronique de puissance, le prix de revient d’une solution de ce type s’en trouve réduit pour des performances clairement améliorées, de nettes économies de fonctionnement et une excellente fiabilité sur le long terme.
Les principaux avantages du moteur à commutation électronique sont donc :
- Rendement élevé aussi bien à la pleine charge qu’aux charges partielles.
- Compacité qui permet une intégration aisée dans les systèmes HVAC.
- Longévité accrue grâce à une conception simple de l’électronique et du moteur et à un faible échauffement.
- Souplesse du pilotage en vitesse grâce à l’apport de la commande électronique.
- Réduction du niveau de bruit
Quelques applications
Depuis déjà de nombreuses années, l’utilisation des moteurs électriques type EC ou moteurs à commutation électronique sont de plus en plus utilisés dans les domaines du froid, de la climatisation et en ventilation. Cette technologie offre en effet de nombreux avantages : rendement élevé, fonctionnement souple et économique grâce à une gestion aisée et précise de la vitesse de rotation du moteur.
WEG possède une gamme de moteurs EC, les WECM, avec une puissance maximale de 7,5 kW.
