Les moteurs brushless

Moteur_Brushless_Roxxy

Les moteurs brushless (sans balais) à cage tournante sont les moteurs les plus utilisés en modélisme. On en trouve de toutes les tailles et de toutes les puissances. Leur niveau de performance peut désormais dépasser celui des moteurs thermiques. Ils procurent un fort couple leur permettant d’entraîner de grandes hélices qui auront un meilleur rendement que des hélices plus petites.
Economiques, puissants, fiables et légers ils présentent bien souvent le meilleur compromis.

Le rendement de ces moteurs est nettement supérieur à celui d’un moteur brushed (avec charbons) : Souvent supérieur à 80% pour un moteur brushless, contre environ 60% pour un moteur brushed. Cela signifie qu’environ 80% de l’énergie électrique absorbée par un moteur brushless sera restituée en puissance mécanique contre seulement 60% pour un moteur à charbons. La différence se perd en chaleur et en frottement.

Il existe aussi des moteurs brushless Inrunner (à rotor interne) mais, s’ils tournent plus vite, ils génèrent moins de couple et sont plutôt utilisés sur les modèles rapides (avec de petites hélices à fort pas) ou sur des turbines ou avec des réducteurs, mais dans ce dernier cas les prix grimpent vite.

Les moteurs brushless sont très simples mécaniquement et les seules pièces qui peuvent s’user (mais seulement après de très nombreuses heures de fonctionnement) sont les roulements. Contrairement aux moteurs brushed dont les charbons s’usent beaucoup plus vite.

Un moteur électrique transforme l’énergie électrique fournie par la batterie en énergie mécanique. L’interaction du courant parcourant le bobinage et du champ magnétique généré par les aimants produit un couple (une force). Plus le courant sera élevé (dans la mesure de ce que peut supporter le moteur) plus le couple sera élevé. Mais attention, cela engendre une élévation de la température du moteur qui dégrade fortement le rendement… Il faut donc penser à bien vérifier sous quelle plage de tension (Voltage) et quel courant (Ampérage) le moteur que vous avez choisi peut fonctionner. Pensez également à bien le refroidir. Une motorisation bien calculée ne doit pas beaucoup chauffer.
Une hélice trop grande par exemple va entraîner une surconsommation et un échauffement exagéré voir même la destruction du moteur !

Bien choisir la motorisation électrique de votre avion ou planeur :
Il existe de nombreux logiciels disponibles sur Internet, mais si vous êtes néophyte ils peuvent s’avérer un peu compliqués.
Vous trouverez dans les lignes qui suivent une méthode simple qui fonctionne à tous les coups. Il faudra tout de même sortir la calculette ;-)

1 - Estimez le poids total en ordre de vol de votre modèle (c.a.d. tout compris, avec le moteur, la batterie les servos etc…)
2 - Evaluez la puissance P (Watts) nécessaire au vol de votre modèle grâce au éléments ci-dessous.
Avions :
Avions lents ou modèle de début : 120 à 140 Watts/kg
Avions aile basse de transition : 140 à 160 Watts/kg
Avions plus rapides ou warbird : 180 à 250 Watts/kg
Avion pour de la voltige 3D : 350 à 450 Watts/kg
Planeurs motorisés :
Planeurs de début jusqu’à 2m : 120 à 130 Watts/kg
Planeur plus grand ou pour des montées plus soutenues : 140 à 180 Watts/kg
Pour une pente de montée supérieur à 45° : 200 à 250 Watts/kg
Avions à turbines :
Pour la plupart de modèles : 200 à 250 Watts/kg
Pour des modèles plus rapides : 250 à 350 Watts/kg
3 - Choisissez votre moteur en calculant la puissance qu’il est capable de délivrer avec cette formule :
P = U x I
P = Puissance en Watts
U = Tension d’alimentation en Volts (préconisée par le fabriquant du moteur)
I = Courant consommé par le moteur en continu en Ampère (indiqué par le fabriquant du moteur)

Exemples :
- Vous possédez un avion de début dont le poids estimé en ordre de vol est de 1.5kg, il vous faudra un moteur capable de déliver environ 210 Watts. (1.5kg x 140W/kg = 210 Watts)
- Vous possédez un avion de voltige 3D dont le poids estimé en ordre de vole est de 2.5kg, il vous faudra un moteur capable de délivrer environ 1100 Watts. (2.5kg x 450W/kg = 1125 Watts)
- Votre moteur alimenté par une batterie Lipo 3S 11.1v consomme 40 Ampères, il délivrera une puissance de 11.1V x 40A = 444 Watts

Il vous reste à choisir la bonne hélice, le contrôleur et la batterie. N’oubliez pas que dans la chaîne de propulsion chaque maillon est important. Un seul de ces éléments est inadapté, et le résultat final sera impacté.
Pour vérifier le résultat final l’idéal est de vérifier la puissance obtenue et la consommation du moteur avec un Wattmètre. Tenez également compte du fait que la consommation mesurée au sol sera d’environ 20% supérieur à ce qu’elle sera en vol.

Petit glossaire des termes souvent rencontrés :
P = Puissance en Watts
I = Intensité (courant consommé en Ampères)
U = Tension en Volts admissible
KV = nombre de tours par volt

Bon vols à tous.
L’équipe Absolu modélisme