Moteur brushless test

DC brushless motor
Fait à Metz par J.M le 22/04/07 1/8
Moteur brushless
Etude d'un ventilateur Superred modèle CHA8012B de Cheng Home Electronic CO.LTD.
monté dans les alimentations PC ATX.
Voir les "datasheets" de ce ventilateur en fin d'article.
Suite à un article (Comment ça marche) d'Elektor d'avril 2007 (N°346) où la pauvreté des
explications n'apporte rien sur la compréhension du fonctionnement d'un tel moteur, et après une
recherche sur le Net, où je m'aperçois que ce n'est pas mieux; De plus, sur les forums, les
réponses aux questions sur ce type de moteur restent imprécises, aussi je me décide à
"autopsier", pour une étude pratique, un ventilateur du modèle précité.
Seul un article de la revue 3EI de juin 2000 évoque d'une technique de "l'enroulement bifilaire",
qui est justement utilisé sur le moteur du ventilateur.
Description du moteur.
De type "DC brushless motor" (moteur à courant continu sans balais), dans notre cas n'ont qu'un
seul sens de rotation, sont monophasé et ont quatre pôles.
- Le rotor :
Le moteur intègre une structure à rotor extérieur en plastoferrite, doté de quatre pôles nord &
sud juxtaposés et répartis sur sa circonférence. Ce rotor supporte les pales de ventilation.

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- Le stator :
Il se présente sous la forme de quatre "ancres" en croix, composées d'un empilage de huit tôles,
et dotées de quatre bobines (E1 à E4) constituées par un enroulement bifilaire et présente une
self-induction de 12.4mH et une résistance de 58.4 ohms par fil.
Chaque bobine possède deux cents spires d'un double fil émaillé de 9/100 de mm
Un des fils est de couleur or et l'autre est de couleur rouge.
Le sens de l'enroulement est inversé pour chaque bobine, c'est à dire que les bobines E1 et E3
sont bobinées en sens horaire et les E2 et E4 sont en sens antihoraire.
Le stator et l'électronique de commande sont soudés sur un circuit imprimé.

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- La commande de l'enroulement bifilaire :
Alimenté par un +12V cet enroulement bifilaire est commuté par deux "switchs" en série (Q2 &
Q1). Le premier "switch" Q2 est lui-même commandé par un circuit intégré (IC1) en boîtier
TO92UA possédant un capteur à effet Hall : CS3172X (voir les datasheets en fin d'article).
Oscillogrammes relevés pendant la rotation du ventilateur :
Trace du haut : canal 3 1V/c : sortie d'IC1
Trace du milieu : canal 1 10V/c : collecteur de Q2
Trace du bas : canal 2 10V/c : collecteur de Q1
Cette électronique génère un champ rotatif dans les quatre bobines.
Afin de pouvoir démarrer, on utilise un positionnement par le couple de détente tel que le couple
de démarrage soit non nul.
Pour cela, on est obligé de « forcer » la nature, en effet, naturellement le couple de détente a
tendance à arrêter le rotor dans une position de flux inducteur maximal, donc de couple
synchrone nul, il faut donc changer cet équilibre, en créant une dissymétrie des pôles d’induit.
Le couple de détente est faible et, si les paliers lisses sont grippés, le rotor n’atteint plus sa
position de démarrage, c’est souvent la cause de panne de ces ventilateurs.

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Model CHA8012D CHA8012C CHA8012B CHA8012A
¡@
Rated voltage DCV 12 12 12 12
Operating Voltage DCV 6~13.8 6~13.8 6~13.8 6~13.8
Rated Input W 3.60 2.04 1.44 1.20
Rated Current A 0.30 0.17 0.12 0.09
Operating Temperature oC -10~70 -10~70 -10~70 -10~70
Storage Temperature oC -40~70 -40~70 -40~70 -40~70
Speed RPM 3600 3000 2500 2100
Max, Air Flow M3 /MIN (CFM) 1.25 (44.13) 1.05 (37.07) 0.86 (30.36) 0.71 (25.07)
Max, Air Pressure mm H2O 4.0 3.20 2.7 1.80
Noise DB 37 32 27 23
Bearing ¡³ ¡´ ¡³ ¡´ ¡³ ¡´ ¡³ ¡´
Weight (g) APPROX.76 APPROX.76 APPROX.76 APPROX.76
¡@ OPTION¡G12V OR 24V ¡³ ¡GSleeve bearing ¡´ ¡GBall bearing