Moteur électrique

 Moteurs électriques monophasés AC ou DC (alternatif ou continu)
que l’on rencontre dans les Repair Cafe
4 types de moteurs nous intéressent
*  moteur à aimant permanent
* moteur universel
* moteur asynchrone
* moteur pas à pas

1. Moteur à aimant permanent

Ce moteur ne fonctionne qu’en continu (DC) puisqu’il n’y a pas de champ magnérique variable.Si un conducteur en forme de spire, parcouru  par un courant, est  placé dans un champ   magnétique, il est soumis à des forces
de Laplace.  Le rotor, (partie tournante), est constitué d’un noyau
métallique avec un bobinage de cuivre, le stator  comporte  des  aimants  permanents  qui  engendrent  un  champ  magnétique  dont  le  flux traverse le rotor. L’espace étroit entre le rotor et le stator est nommé entrefer.

Le courant consommé par le moteur est directement lié au couple résistant sur l’arbre. D’où le risque de griller le moteur si le rotor est bloqué
Pour faire varier la fréquence de rotation, il faut
faire varier la tension d’alimentation U
À suivre, en cours ……………..

2.moteur universel et son frein

le moteur

Le rotor est connecté en série avec l’enroulement inducteur, ce qui permet que les courants du rotor et du stator soient toujours dans le même sens. Il peut donc être alimenté indifféremment en courant continu ou en courant alternatif, d’où son nom.

L’enroulement du rotor est bobiné de façon précise pour une bonne distribution du courant dans le champ et une commutation correcte. Des prises intermédiaires sont reliés à un collecteur munis de lames isolées l’une de l’autre. Des balais B, B’ , aussi dénommé charbons, munis de ressort de pression frottent sur ces lames

Le couple de cette machine est proportionnel au carré de l’ intensité. Leur couple est faible, mais leur vitesse de rotation est importante. Quand ils sont utilisés dans des dispositifs exigeant un couple important, ils sont associés à un réducteur mécanique.

Très utilisé pour l’électroménager et l’outillage électroportatif de faible puissance (jusqu’aux alentours de 1,2 kW) . Ces moteurs sont aussi très utilisés avec les aspirateurs. Dans ce cas la turbine est en direct avec le moteur et l’air aspiré circule dans l’entrefer, ce qui permet de bien refroidir le moteur.

La vitesse de rotation de ces moteurs est proportionnelle à la valeur de la tension d’alimentation. En régime de courant alternatif, elle peut être facilement réglée par un dispositif peu coûteux tel que le gradateur à angle de phase (Triac), le même genre de variateur qui sert à régler l’intensité lumineuse des luminaires. Mais la vitesse variant fortement selon la charge, cela reste souvent imprécis et sujet à fluctuation. La relation entre la puissance moyenne dissipée dans la charge et le signal de commande n’est pas linéaire. Bon fonctionnement sur aspirateur car la charge est constante, aléatoire sur la perceuse.

Inconvénients

• Mauvais rendement (de 20 % à 40 %).
• Usure des balais alimentant le rotor
• Les ruptures de contact successives, inhérentes au fonctionnement de l’ensemble balais-collecteur, génèrent des parasites dans le circuit d’alimentation et des interférences électromagnétiques,

Avantages

• Coûts de fabrication très faibles.
• Grande facilité de variation de vitesse.

Dépannage

• Alimentez en direct le moteur, sans le gradateur pour confirmer que le défaut est bien au niveau de celui-ci et non du gradateur (Triac, potentiomètre)
  
• La visualisation du collecteur de l’induit permet parfois de ne pas pousser plus loin le contrôle car un défaut d’induit se répercute à 99% des cas sur le collecteur. Le collecteur doit avoir une couleur uniforme sur toute les lames, donc un changement de couleur  sur une lame ou une brûlure entre 2 lames très visibles à l’œil  signifie la mise « Hors Service » de l’induit. Toutefois si la brûlure est légère et a été provoquée par un balai mal positionné (ressort du porte balais avachi par exemple) il est préférable de continuer le contrôle.
  
• Mesure avec un contrôleur : Il faut mesurer la résistance entre chaque lame du collecteur tout autour de l’induit, la résistance à mesurer étant très faible, le contrôleur doit être d’excellente qualité. Peu importe la valeur de la mesure mais elle doit être rigoureusement la même entre chaque lame sinon il y a défaut et l’induit peut être classé « HS ».
  
• Ensuite, il faut vérifier le bon état des balais et leur libre mouvement.
  
• L’inducteur peut être coupé. Facile à vérifier.
  
• Le condensateur anti-parasite est de type X2 (X1 aussi), ce qui veut dire qu’il ne peut finir en Court-circuit. Mais je viens d’en voir successivement deux exploser : fortes étincelles, projection de matière en fusion. Pensez à mettre un écran avant essai ouvert (carton, plastique épais). Ou le remplacer (valeur approximative, mais X2 impératif).

Le frein

Lorsque la rotation du moteur doit s’arrêter sans délai pour éviter le risque de blessure (exemples : hachoir, taille-haie ), le moteur doir être freiné.

Voici la solution utilisé sur un hachoir de cuisine.
Le principe est d’utiliser la réversibilité du moteur : La rotation du rotor (induit) va générer un force électromotrice pourvu qu’un champ magnétique existe (par le stator, l’inducteur). Deux interrupteurs basculent lorsque l’on enlève le couvercle

Le rotor débite sur la bobine qui génère un flux inverse, tendant à faire tourner le rotor dans l’autre sens => blocage

A suivre , en cours ….