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Moteur BLDC (moteur à courant continu sans balais)

Moteur électrique sans balais en carbone, commandé électroniquement — efficace, performant et durable, c’est pourquoi il est le standard de motorisation des humanoïdes.

Le moteur BLDC (de l’anglais brushless DC, c’est-à-dire moteur à courant continu sans balais) est un moteur électrique qui, contrairement aux moteurs à courant continu classiques, n’utilise pas de balais en carbone pour commuter le courant dans les bobines. À leur place, c’est l’électronique qui commute le courant en fonction de la position du rotor, détectée par des capteurs. On supprime ainsi la principale pièce d’usure des moteurs ordinaires et on gagne en rendement, en durée de vie, en silence de fonctionnement et en rapport puissance/masse.

Ce sont précisément ces qualités qui font du moteur BLDC la motorisation pratiquement standard des robots humanoïdes modernes. Le moteur lui-même n’est que le premier maillon de l’actionneur — pour obtenir la force nécessaire dans l’articulation, on le complète habituellement par un réducteur qui diminue la vitesse de rotation et augmente le couple. Le choix concret du rapport détermine ensuite le caractère de la motorisation : un rapport élevé avec un réducteur harmonique donne précision et force, un rapport faible conduit au contraire à un entraînement quasi direct (QDD) au comportement dynamique et « élastique ».

Pour la robotique, deux types d’agencement sont importants. L’« inrunner » a son rotor à l’intérieur et convient aux vitesses de rotation élevées ; l’« outrunner » a sa carcasse tournante à l’extérieur et fournit un couple plus élevé à plus basse vitesse — ce qui est souvent avantageux justement dans les motorisations d’articulations. De nombreux fabricants, notamment Tesla pour Optimus ou Unitree pour le G1, conçoivent leurs moteurs sur mesure afin de tirer le couple maximal d’une unité aussi petite et légère que possible.

L’avantage clé du moteur BLDC dans les humanoïdes est sa commandabilité précise : l’électronique régule en continu la vitesse comme le couple et réagit immédiatement au retour des capteurs. Grâce à cela, le robot peut aussi bien développer une grande force pour soulever une charge que tenir délicatement un objet fragile. De plus, les moteurs BLDC fonctionnent aussi comme générateurs — lors du freinage d’une articulation, ils peuvent restituer une partie de l’énergie, ce qui économise la batterie.

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