Qu'est-ce qu'un moteur de répulsion?
Un moteur à répulsion est un type de moteur électrique conçu pour fournir un niveau élevé de couple ou de force de rotation au démarrage et pour pouvoir inverser facilement le sens de rotation. C'est un moteur à courant alternatif (CA) qui utilise une série de brosses de contact pouvant avoir un angle et un niveau de contact variés pour modifier les paramètres de couple et de rotation. Ces moteurs étaient largement utilisés dans les premiers équipements industriels, tels que les perceuses à colonne jusqu'aux années 1960, qui exigeaient une force de rotation lente et importante, ainsi que dans les systèmes de micro-contrôle, tels que les moteurs de traction des modèles réduits de chemin de fer. Depuis 2011, ils ont généralement été remplacés par des conceptions de moteur à induction moins complexes dotées de commandes de circuits plus fiables, plus faciles à fabriquer et à entretenir.
La conception d'un moteur à répulsion comporte à la fois un enroulement électrique pour le stator et l'ensemble rotor et aucun aimant permanent pour générer un champ électromagnétique. Les brosses électriques sont positionnées sur le rotor par le biais d'un commutateur et le courant les traverse jusqu'au rotor tout en étant en contact pour démarrer le moteur. Une fois que le moteur de répulsion atteint une vitesse élevée, les brosses sont retirées et le moteur agit comme un moteur à induction typique. Cela donne au moteur de répulsion un couple élevé à basse vitesse et des performances de moteur standard à haute vitesse. Un mécanisme de court-circuit est également intégré au moteur afin de rompre la connexion avec le commutateur afin qu’il puisse fonctionner comme un moteur à induction et puisse également inverser la rotation.
Les inconvénients de la conception du moteur de répulsion incluent la conception mécanique complexe des brosses de contact et le fait qu’elle a été modélisée après les premières fonctionnalités du moteur à courant continu (CC). Il s’agit d’un moteur monophasé, c’est-à-dire qu’il utilise un courant alternatif traversant un stator avec un seul enroulement électrique, mais le stator lui-même possède jusqu’à huit pôles magnétiques. Le rotor ressemble à la manière dont un induit est construit dans un moteur à courant continu. Il est donc souvent appelé induit dans les domaines techniques et c’est là que le collecteur et les balais entrent en contact pour contrôler le couple et le sens de rotation.
La direction dans laquelle les brosses se rapprochent ou entrent en contact avec le commutateur et, par conséquent, le rotor, ainsi que leur proximité physique, déterminent la vitesse du moteur en créant un effet de répulsion avec des pôles magnétiques concurrents. L'armature et le stator ont chacun leur propre ensemble de pôles magnétiques et sont décalés d'environ 15 degrés électriques l'un par rapport à l'autre, ce qui crée un effet de répulsion magnétique qui déclenche la rotation du rotor. L'emplacement des balais est essentiel au bon fonctionnement du moteur à répulsion, car si les balais sont perpendiculaires au stator, les pôles s'annulent, empêchant ainsi le flux magnétique, et il n'existe aucun couple de rotation.
Bien que les circuits électriques modernes aient remplacé de nombreux moteurs à répulsion par des moteurs à induction dotés de fonctions de commande similaires, le moteur à répulsion est toujours utilisé dans certains domaines en raison de sa capacité à générer une grande quantité de couple à faible vitesse. Celles-ci incluent des applications telles que les lecteurs de presse à imprimer et les ventilateurs de plafond, ou les soufflantes pour les contrôles environnementaux comportant des ensembles de ventilateurs en rotation lente. Les variantes de la conception initiale du moteur à répulsion incluent l’incorporation de principes de performances d’induction typiques, tels que le moteur à induction à démarrage en répulsion, le moteur à induction en répulsion et le moteur à répulsion compensé.