Moteur Brushless DIY
Une envie soudaine de bobiner du cuivre m'a motivé à fabriquer un moteur électrique.
Un moteur entre en rotation par l'action de forces s'exerçant entre son bâti fixe, le stator, et la partie libre de tourner, le rotor.
Ces forces proviennent des interactions magnétiques attractives ou répulsives entre des bobines (ou électro-aimants) et des aimants permanents.
Contrairement à un aimant permanent qui possède une orientation nord-sud donnée et qu'on ne peut pas "éteindre", l'intensité et le sens du courant électrique envoyé dans les enroulements d'une bobine déterminent l'intensité et la direction de son champ magnétique.
Ainsi une bobine peut alternativement attirer ou repousser un aimant devant elle, selon le sens de son alimentation (et aussi du sens d'enroulement des spires)
Si une partie du rotor est attirée par une bobine à un moment donné, le rotor va tourner de manière à rapprocher l'aimant de la bobine. Il finira par survoler la bobine et avec son élan, il va la dépasser. C'est le moment idéal pour inverser le courant de la bobine afin de désormais la repousser.
Il y a de nombreuses variantes possibles pour l'arrangement des bobines et d'aimants. Parfois c'est le rotor qui porte les bobines, entouré d'un stator à aimants permanents, parfois c'est l'inverse.
Le courant dans les bobines doit donc pourvoir être commuté dans un sens ou dans l'autre au fur et à mesure de la rotation du rotor. Cette commutation peut être électro-mécanique avec des balais ou des charbons qui glissent sur un collecteur, ou électronique avec une commutation à transistors.
Dans les moteurs dit "brushless", la commutation du courant dans un sens ou l'autre, "pile au bon moment", est électronique. Cela exige que le système de connaisse en permanence la position du rotor, même à grande vitesse. (lorsque des balais sont utilisés, ce problème de synchronisation peut se résoudre mécaniquement). Cela peut être accompli avec des capteurs à effet Hall, ou avec la technique du "back EMF" sans capteurs.
Diagramme de connexion, phases et sens des spires
