Guide - Moteur électrique courant continu : tout ce qu’il faut savoir pour bien choisir

Deux grandes familles de moteurs DC

1. Le moteur à rotor ferreux

Ce type de moteur est le plus répandu. Il est composé d’un stator avec aimants permanents, d’un rotor bobiné, d’un collecteur et de balais. Il est robuste, capable de supporter des charges importantes et des démarrages fréquents. Il est idéal pour les applications nécessitant un couple élevé à basse vitesse, comme les motoréducteurs à courant continu.

2. Le moteur à rotor non ferreux

Ici, le rotor est sans noyau de fer, souvent en forme de cloche. Cette architecture permet une très faible inertie, une excellente dynamique et un couple de démarrage élevé. Ce type de moteur est particulièrement adapté aux applications de positionnement précis, à faible vitesse, ou nécessitant un micro moteur DC (ou mini moteur DC).

Les avantages des moteurs à courant continu

Les moteurs DC présentent de nombreux atouts techniques et économiques :

• Commande simple : ils peuvent être alimentés directement par une batterie ou une alimentation moteur à courant continu, sans électronique complexe.
• Couple proportionnel au courant : ce qui permet de franchir des pics de charge sans risque de décrochage.
• Vitesse proportionnelle à la tension : idéale pour les applications à vitesse variable.
• Maintenance réduite : notamment pour les versions sans balais ou avec balais graphite longue durée.
• Large gamme de tensions : du moteur DC 12V au moteur 24V courant continu, en passant par des versions 48V ou plus.

Inconvénients et limites

Les moteurs à balais nécessitent une attention particulière sur l’usure des balais et du collecteur, surtout à haute vitesse. Des systèmes comme le CLL (long life capacitor) de Maxon permettent de limiter les étincelles et d’augmenter la durée de vie.

La température de fonctionnement est également un facteur critique. Le courant permanent max. et la température maximale du rotor doivent être respectés pour éviter toute dégradation du bobinage. Le moteur doit être utilisé dans sa plage de fonctionnement permanent pour garantir sa longévité.

Performances et dimensionnement

Le guide détaille les notions techniques essentielles pour dimensionner un moteur électrique courant continu :

• Constantes électromécaniques : constante de couple (kM), constante de vitesse (kn).
• Courbes caractéristiques : vitesse/couple, courant/couple, rendement.
• Point de fonctionnement nominal : couple et vitesse à tension et courant nominaux.
• Plage de fonctionnement permanent : zone de sécurité thermique.
• Fonctionnement intermittent : tolérance aux surcharges temporaires.

Ces données permettent de choisir le moteur le plus adapté à votre application, en fonction des contraintes de couple, de vitesse, de température et de durée de vie.

Intégration avec motoréducteurs et accessoires

Maxon propose une large gamme de motoréducteurs à courant continu, combinant moteurs DC et réducteurs planétaires ou droits. Ces assemblages ont été développés pour optimiser au maximum le rapport encombrement/puissance, garantissant un moteur DC réducteur compact, puissant et fiable.

Des accessoires comme les codeurs, freins, connecteurs moteurs, ou cartes de commande moteur DC permettent une intégration complète dans vos systèmes. Ces composants sont essentiels pour garantir un fonctionnement optimal, notamment dans les applications de positionnement ou de variation de vitesse.

Applications typiques

Les moteurs à courant continu sont utilisés dans des secteurs variés :

• Robotique : pour leur précision et leur réactivité.
• Médical : grâce à leur compacité et leur silence de fonctionnement.
• Automatisation industrielle : pour leur simplicité de commande.
• Mobilité : dans les fauteuils roulants, scooters, AGV, etc.
• Instrumentation : pour les petits moteurs électriques à faible couple.

Ils sont également très présents dans les distributeurs automatiques, les systèmes de fermeture automatique, les équipements de mesure et d’analyse, ou encore les robots éducatifs.