Je vais tenter dans cet article de vous présenter les différents types de moteurs électriques adaptés à la propulsion de nos modèles volants. J’ai joint une base de données regroupant pas mal de moteurs ainsi que des feuilles Excel permettant le calcul des rendements et intensités consommées par ces moteurs.

Nous commencerons par aborder les principes de fonctionnement, ensuite nous étudierons les caractéristiques et les performances pour finir par le choix de l’hélice.

Les moteurs électriques transforment l’énergie électrique (volt, ampères) en énergie mécanique (couple, vitesse de rotation).

Les moteurs électriques qui nous concernent se regroupent en 2 grandes familles ; les moteurs classiques et les moteurs brushless. Les moteurs classiques sont dotés de charbons, on voit des étincelles par les ouies arrières lorsque ça tourne, les brushless (en anglais : pas de balai) ne possèdent pas de charbon.

Principe de fonctionnement du moteur classique

Des aimants situés sur la partie fixe du moteur, le stator, provoquent un champ magnétique. La partie mobile, rotor, sur laquelle sont bobinés des fils de cuivre, est alimentée par la batterie de propulsion à travers les charbons. Le fait d’alimenter ces bobines les transforme en aimants. A partir de là, le rotor se met à tourner grâce au collecteur qui fait changer le sens d’aimantation des bobines.

Les caractéristiques de ces moteurs dépendent des aimants du stator, des bobinages, des charbons. Plus les aimants sont puissants, plus le moteur aura de couple, plus les résistances de bobinages seront faibles, plus le moteur sera puissant, les charbons assurant le passage de l’électricité, plus ils sont souples, plus ils s’usent vite, mais meilleur est le contact.

Les différents types de moteurs classiques sont : les moteurs ferrites (type des aimants), les moins chers, par exemple la plupart des Speed Graupner (rendement env. 70%) ; les moteurs néodym (rendement env. 80%), comme le Speed 700 néodym et les moteurs cobalt comme ceux de la gamme Astro (rendement env. 80%). Le prix des moteurs est lié directement au type d’aimant et au fait que les charbons soient remplaçables ou non.

Les moteurs ferrite perdent progressivement leur aimantation, surtout s’ils chauffent trop, l’intensité qu’ils acceptent est souvent limitée à de faibles valeurs ; les moteurs néodym ou strontonium etc. ont de bons aimants, mais il ne faut surtout pas les faire chauffer car la perte d’aimantation est très importante enfin les moteurs cobalt sont ceux qui supportent les plus grosses intensités sans perte d’aimantation notable : ce sont également les plus chers !

Une limite des moteurs classiques est leur vitesse de rotation car les charbons finissent par ne plus faire contact efficacement sur le collecteur. On verra que ce point n’existe pas sur les brushless. Seuls les moteurs sur roulements peuvent tenir longtemps à des vitesses de rotation élevées.

Tout d’abord utilisés dans l’industrie, les moteurs brushless existent depuis quelques années dans le domaine du modélisme. L’idée est simple, puisque les charbons sont une source de problèmes, il faut les supprimer !

Pour cela, on inverse le principe classique et les bobinages sont situés sur la partie fixe du moteur, le stator, les aimants sur le rotor. Si on branche ce moteur sur une batterie, il ne tournera pas, il lui faut un contrôleur spécial qui génère 3 courants pour le mettre en rotation. Ce qui était fait mécaniquement par les charbons et le collecteur, est fait électroniquement par le contrôleur. Donc, pas de charbons, les bobinages situés à la périphérie du moteur, donc mieux refroidis, pas de limite de vitesse si ce n’est celle des roulements !! Certains fabricants annoncent 100 000 tr/mn !!!

Un autre avantage de ces moteurs est leur grande plage d’utilisation en tension, on peut utiliser certains moteurs Aveox de 7 à 24 éléments ! Le rendement est excellent, jusqu’à plus de 90%.

Inconvénient :leur prix, l’ensemble moteur + variateur est plus cher que sur un moteur classique. Si le prix du moteur n’est pas beaucoup plus élevé qu’un équivalent cobalt classique, celui du variateur brushless est par contre beaucoup plus élevé que pour un variateur classique. Pendant quelques temps ces moteurs ont été équipés de capteurs pour que le variateur puisse s’y retrouver, maintenant ils sont pour la plupart sans capteur "sensorless" ce qui permet l’utilisation d’un variateur brushless d’une marque sur un moteur d’une autre.

Tous les fabriquants s’y mettent et en compétition, sauf là où ils sont interdits, tous les compétiteurs les utilisent... Il n’y a pas de fumée sans feu !

Ce choix dépend de la puissance souhaitée, du poids, de l’encombrement, ainsi que du porte-monnaie !!

Les caractéristiques utiles :

Pour comparer les caractéristiques des moteurs, on peut éprouver des difficultés car chaque fabricant donne des indications différentes ; certains indiquent les chiffres maxi, d’autres ceux en utilisation normale, d’autres rien du tout ; enfin, certains précisent 3 paramètres qui suffisent à tout savoir, les voici:

Kv : le nombre de tour par volt, par exemple un moteur avec un Kv de 1000, tourne à 1000 tr/mn pour 1 Volt, 3000 tr/mn pour 3V etc. Dans le cas d’un moteur réducté, le Kv de l’ensemble moteur plus réducteur est égal au Kv du moteur divisé par le taux de réduction.

Io : l’intensité à vide, un moteur consomme, même s’il n’y a pas d’hélice ; par exemple Io = 2A.

Ra : la résistance des enroulements en Ohms, par exemple Ra= 0.125 Ohm.

Vous me direz, ces chiffres, je ne les ai pas !!

Vous en trouverez une bonne liste dans le tableau Excel suivant que vous pouvez charger.

Si celui de vos rêves manque, contactez-moi !