La Newsletter

MOTEURS DES VELOS ELECTRIQUES

Le moteur est un dispositif électromécanique convertissant l'électricité provenant de la batterie
en force mécanique.

Vélo électriuque : Moteurs à balais

moteur vélo électrique

Le stator, la partie extérieure du moteur, crée un champ magnétique longitudinal fixe à l'aide d'aimants permanents* placés en anneau et collés à celui-ci. Le courant électrique passe dans des bobines* situées dans le rotor et crée un champ magnétique. Ce champ interagit avec le champ magnétique du stator. Les pôles opposés d’aimants (le Nord et le Sud) s'attirant et deux pôles identiques (deux Nord ou deux Sud) se repoussant, on peut utiliser ces forces d'attraction/répulsion, pour faire tourner le rotor.Il suffit de faire varier le sens du courant dans ces bobines pour que le champ magnétique change de direction et provoque le mouvement de rotation.C'est le mouvement de rotation, lui même, qui inverse le sens du courant dans les bobines du rotor grâce à un système de collecteur rotatif. Ce sont les charbons qui assurent le contact électrique entre le rotor (collecteur) et le stator.

Vélo électriuque : Moteurs sans balai (brushless)

Sur les vélos électriques modernes, les moteurs brushless (sans balai) ont remplacé ceux à balais. L'emploi de ce type de moteur a été rendu possible par les progrès en électronique de puissance, comme les transistors à effet de champ (MOSFET). Le changement de sens du courant, dans le but d'assurer un angle fixe entre le flux statorique et le flux rotorique, assuré par le collecteur rotatif et les balais est, sur un moteur brushless, confié à un contrôleur électronique. De la fréquence du courant alternatif fournie par le contrôleur va dépendre la vitesse du moteur, et de l'intensité du courant, la puissance de l'assistance. Pour moduler la tension aux bornes du moteur, le régulateur va interrompre et rétablir le courant à une fréquence très élevée. Plus la durée de ces impulsions sera longue, plus le courant sera important. Ce sont des transistors qui assureront cette fonction d'interrupteur. Le dispositif est complété par une diode (dite de roue libre) qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens.

Il y a 3 types de moteurs à courant continu sans balai :

  • à rotor externe (outrunner)
  • à rotor interne (inrunner)
  • à rotor disque (axial magnetic flux)


1) Rotor externe :

Dans le premier cas c'est la partie extérieure qui est mobile, sur les Matra par exemple les rayons de la roue sont directement fixés sur la cage du moteur, pour d'autres, la roue est entraînée par le moteur via un réducteur qui permet d'avoir une fréquence de rotation plus importante de celui-ci.
Sur ces moteurs les aimants permanents sont disposés en anneau à l'intérieur de la cage externe du moteur, et les bobines sont sur l'axe du moteur (qui fait aussi office d'axe de roue). Le champ magnétique des aimants permanents est bien-sûr constant et fixe par rapport à la cage du moteur ; c'est l'intensité et le sens du champ magnétique des bobines qui doivent varier.

roteur vélo électrique

 

 

 

Vue en coupe d'un moteur de vélo électrique à rotor externe ; 
dans cet exemple les têtes de rayons sont fixées directement sur le moteur.

 

 


2) Rotor interne :

Le principe est à peu près le même pour les vélos électriques à moteur central à la différence que la partie externe est fixe et c'est la partie centrale qui tourne. Dans ce cas l'aimant permanent est solidaire de l'axe et les bobines sur le stator. Les bobines du stator sont alimentées par impulsions selon un schéma temporel par le contrôleur via des transistors mosfet. Le contrôleur commande l'alimentation ou non des bobines ainsi que l'intensité du courant qui les traverse.

moteur vélo électrique------------------ robot vélo électrique
------Rotor composé d'un aimant néodyme.------------------------------Principe du moteur brushless à rotor interne


3) Rotor à disque

moteur-5.jpg moteur centre vélo électrique

Sur ce type de moteur les champs magnétiques sont axiaux, c'est à dire dans la même direction que l'axe de rotation. Le disque sur lequel se trouve les bobinages est fixe et le ou les disques où se trouvent les aimants permanents sont rotatifs. Il peut y avoir soit un disque qui tourne à coté de la partie fixe bobinée, soit deux disques à aimants permanents qui la prennent en sandwich. Dans ce cas là les deux disques sont solidaires entre eux.

Vélo électriuque : avantages et inconvénients des moteurs sans balais (brushless) par rapport au moteur avec balais (brushed) :

  • Pas de chute de tension due au collecteur,
  • pas de friction,
  • pas de charbons qui s'usent, d'où moins d'entretien,
  • moins de parasites causés par les étincelles au collecteur,
  • triphasé=meilleur rendement et moins d'oscillation de couple,
  • moins de bruits dus aux vibrations du balai,
  • mais il nécessite un bon contrôleur, ce qui le rend plus cher.


*Une bobine est l'enroulement d'un ou de plusieurs fils de cuivre autour d'un noyau de fer doux.
Les fils de cuivre sont émaillés de manière à ce qu'ils soient isolés électriquement.
Une bobine sert à créer un champ magnétique.

*Il existe différents types d'aimants permanents. Ils peuvent être par exemple en Fer Chrome Cobalt ou
en néodyme.



Les cookies assurent le bon fonctionnement de nos services. En poursuivant la navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation des cookies.

En savoir plus
OK