Machine électromécanique rotative qui transforme l'énergie électrique en couple et mouvement mécanique en exploitant les interactions électromagnétiques entre conducteurs parcourus par un courant et champs magnétiques, utilisée pour la traction principale ou les entraînements auxiliaires dans les véhicules et systèmes aéronautiques.

Principe

Produire du couple par l'effet de Lorentz ou par des champs magnétiques tournants générés par des courants et/ou des aimants permanents ; régler le couple et la vitesse via le courant, la fréquence et les relations de phase pilotées par l'électronique de puissance et des boucles de rétroaction.

Démonstration

Un moteur synchrone à aimants permanents triphasé monté sur un essieu de véhicule électrique fournit la traction en recevant un courant alternatif modulé par largeur d'impulsion depuis un onduleur de traction ; des circuits de refroidissement et des capteurs thermiques maintiennent la température de fonctionnement sous des charges prolongées sur autoroute.

Mauvaise application

Spécifier un moteur à grande vitesse et faible couple pour une application à basse vitesse et forte charge entraîne une surcharge du train d'engrenages, une surchauffe et une défaillance prématurée ; de même, alimenter un moteur sans limitation de courant ni protection thermique risque la démagnétisation ou la rupture de l'isolant.

Conséquence

Bien dimensionné et correctement commandé, un moteur électrique fournit un couple efficace et reproductible pour la propulsion, permet la récupération d'énergie par freinage régénératif et réduit la complexité mécanique par rapport aux moteurs thermiques dans de nombreuses architectures de véhicules.

Inversion

Inversé, la même machine fonctionnant comme génératrice convertit une entrée mécanique en énergie électrique pour la charge ou la récupération ; un dispositif produisant uniquement un mouvement linéaire (moteur linéaire) ou des déplacements incrémentaux (pas-à-pas) se distingue par sa forme et ses exigences de contrôle.

Limite

Couvre les machines électromagnétiques rotatives (CC, induction CA, synchrones, à aimants permanents, à réluctance) utilisées pour la traction ou les entraînements auxiliaires ; exclut les moteurs à combustion interne, actionneurs purement mécaniques, micro-actionneurs piézoélectriques et bobines de charge sans fil sauf si intégrés comme machine de propulsion principale.

Tension sémantique

Le terme « moteur » est parfois confondu avec « actionneur » ou « groupe motopropulseur » ; la tension provient du fait que des ensembles systèmes (moteur + boîte + électronique) sont appelés « moteur » alors qu'ils contiennent des sous-systèmes distincts électriques, mécaniques et électroniques.

Synthèse

Un moteur électrique est le dispositif électromagnétique produisant un couple rotatif contrôlé à partir d'une alimentation électrique, constituant le cœur mécanique de la propulsion électrique et de nombreux auxiliaires, sa performance dépendant de la conception électromagnétique et du contrôle électronique.