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Moteur brushless ou brushed, quelle différence ?

Du brushed au brushless, une évolution au service de la puissance

Qu’il soit sans balais ou avec balais, un moteur électrique est composé d’une partie fixe, appelée stator, et d’une partie mobile (qui tourne), appelée rotor. La première différence porte sur l’emplacement des aimants et des bobines : tandis que sur un moteur brushless les bobinages sont assemblés sur le stator et les aimants sur le rotor, c’est précisément l’inverse sur un moteur brushed.

La seconde différence majeure porte sur l’arrivée du courant aux bobines : tandis que celle-ci est électrique sur le moteur brushless, elle est mécanique sur le moteur brushed. Et c’est la principale innovation : un capteur équipé d’un système électronique a été mis au point pour remplacer à la fois les balais (appelés ainsi car il s’agit de lamelles de métal ou de carbone assemblées par paires) et le collecteur (anneau fixé sur l’axe du moteur et composé de lamelles en cuivre) lesquels rentrent en contact.


Fonctionnement du moteur à balais

Ce type de moteur ancienne génération repose sur un fonctionnement simple. Composé d’un stator (la partie fixe donc) doté d’aimants qui créent un flux magnétique, et d’un rotor (la partie mobile, avec l’axe du moteur) doté de bobines qui, lorsqu’elles sont alimentées, créent un second flux, la motorisation tire la force qui va la faire tourner, et qu’on appelle le couple moteur, sur la réaction de ces deux flux magnétiques.

Examinons à présent comment arrive le courant électrique, car c’est le plus important. Lors de l’impulsion électrique, les balais entrent en contact avec le collecteur et sont responsables de la transmission du courant jusqu’aux bobinages, permettant ainsi la rotation du rotor, par conséquent celui de l’axe du moteur, lequel entraîne à son tour la roue (d’un hoverboard, d’une monoroue, etc.).

Et c’est parce qu’il y a (durant la rotation) un frottement constant entre des composants, que nous parlons dans ce cas d’une alimentation mécanique.


Fonctionnement du moteur brushless

Les moteurs nouvelle génération, sans balais donc (qui équipent tous nos transporteurs électriques), reposent sur un fonctionnement bien différent. Le principe que l’on a vu précédemment est en effet inversé sur ceux-ci : c’est en effet sur le rotor que sont assemblés les aimants qui servent à créer le premier flux magnétique et sur le stator que l’on trouve les bobinages qui, une fois alimentés, vont provoquer l’interaction entre les deux flux nécessaire au couple moteur responsable du mouvement.

En clair, l’alimentation s’opère sur la partie fixe et non sur la partie mobile du moteur, comme c’était le cas sur le modèle précédent. Vous vous demandez sûrement déjà : comment est-il possible d’alimenter cette partie fixe qui n’entraînera aucun axe et créer ensuite la rotation ?

Ceci a lieu grâce au système électronique qui gère l’arrivée du courant électrique jusqu’au stator, et grâce au capteur qui permet de connaître en permanence la position des aimants du rotor. L’impulsion électrique est transmise aux bobines par ce système électronique, qui génèrent le champ magnétique permettant de créer la force qui repousse les aimants du rotor. Ensuite, comme le capteur situé sur le rotor donne en permanence au système électronique les informations indiquant la position des aimants, il permet ainsi d’alimenter en continu le moteur et de créer la rotation.

Il n’y a plus de contact entre des composants, c’est l’ensemble capteur-système électronique qui fait le travail.


Plus puissants, plus compacts, plus durables

Pourquoi ce changement de fonctionnement est-il une innovation ? De quelle façon le moteur brushless peut-il dégager davantage de puissance ? En quoi améliore-t-il la durée de vie de vos appareils ?

C’est en fait assez simple : comme le fonctionnement du moteur brushed repose sur une friction qui met en jeu les fameux balais et le collecteur, laquelle est responsable d’une usure inévitable ainsi que d’une perte des performances et d’une augmentation du bruit de fonctionnement, non seulement il a tendance à s’user plus rapidement, mais il tire moins bien parti de l’énergie qui est acheminée jusqu’à lui.

Mais ce n’est pas tout : le moteur à balais, qui est déporté sur la roue pour pouvoir l’entraîner de manière optimale, rend aussi les engins moins compacts et moins fiables.

Avec l’avènement du moteur sans balais, tous ces désagréments trouvent une solution. Installée de façon à ce que la motorisation soit embarquée à l’intérieur de la roue, le moteur brushless offre une meilleure compacité, et contribue à l’effort de miniaturisation recherché par les wheelers.

Le rendement au niveau des performances est supérieur, parce que l’énergie est mieux acheminée, et mieux délivrée : plus rapide, consommant moins de ressources, il tire mieux parti de la batterie et voit son autonomie prolongée. Comme il n’y a pas de frottement, l’usure des composants est revue à la baisse, et la durée de vie de l’appareil améliorée. Enfin, en fonctionnement et même à pleine puissance, le moteur est presque inaudible.


En résumé ...

  • De meilleures performances.
  • Une consommation en énergie réduite, pour une meilleure autonomie.
  • Une diminution de l’entretien du moteur.
  • Un véhicule silencieux.
  • Une durée de vie considérablement augmentée.