WEBELEC - Introduction

Le but premier de cet article était de répondre aux bricoleurs en mal de solutions pour alimenter des moteurs tri en 230 volts monophasé, mais il fallait aussi parler des moteurs monophasés. Cette page a donc pour objectif de présenter les divers types de moteurs monophasés et d'essayer de tordre le cou a cette lancinante question : vouloir faire tourner des moteurs tri en mono ! Oui ça marche.

Auteurs :

Robert robt.girard@free.fr

Dernière mise à jour le : 18/09/2007

1 HISTORIQUE

Peter Barlow (1776-1862) réinvente la roue :)
Joseph Henry (1797-1878) montre en 1831 qu'un électroaimant change sa polarité par un simple renversement du courant. Et le 17 Octobre 1831 Faraday montre qu'un aimant permanent peut générer du courant, l'expérience inverse de Oersted.
Selon les suggestions d'A.M. Ampère, Nicolas-Constant Pixii (1776-1861) construit une première machine avec un aimant en fer à cheval qui remplace la pile de Volta.
Mais le courant obtenu change continuellement de sens ! c'est du courant alternatif.
Pixii toujours sous les conseils d'Ampère met au point un commutateur pour "redresser" le courant, Joseph Saxton et Joseph Clark (1822-1892) améliorent le dispositif.
Sir Charles Wheatstone (1802-1875) construit un dispositif où 5 induits décalés de 36° tournent entre les pôles de 6 aimants, les frotteurs en série débitent un courant à peu près continu.

La réversibilité n'était pas encore dans l'air du temps, les théories se contredisent : Henry, Ritchie, Wiliam Sturgeon, T. Edmonson, Francis Watkins s'affrontent.

Jacobi et Friedrich Emil Lenz (1804-1865) montrent la proportionnalité entre l'aimantation et l'intensité du courant. C'est ainsi que fut construit le premier moteur électrique qui propulsa 12 personnes sur la Neva pendant trois heures. l'électricité pouvait être utilisée comme force motrice ! mais elle nécessitait 128 éléments d'un pile de Groove qui empoisonnait les voyageurs par ces exhalaisons . ( et le diesel se développa, comme quoi !)

2 - MACHINES ELECTRIQUES

Lorsque qu'un bobinage est soumis a un courant alternatif, il crée un champ magnétique alternatif, Leblanc à démontré que ce champ variable peut se décomposer en deux champs fixes , tournant en sens inverse à la fréquence w , fréquence des courants d'alimentation de la bobine. Les parties tournantes (rotor) ayant un grande inertie, elle ne peuvent suivre aucun des champs : le moteur monophasé n'a aucun couple de démarrage (CD). Lorsqu'il est "lancé" dans un sens le moteur <monophasé> "accroche" un des champs, mais l'autre champs tourne a une vitesse double vis à vis du rotor occasionnant des couples résistants et des pertes fer très importantes . Tout l'art de conception des moteurs monophasés réside dans le fait de supprimer ou d'amoindrir l'un de ces champs. Ce qui est naturellement fait dans les moteurs triphasés.

2.1.1 MOTEURS MONOPHASES

C'est volontairement que nous laisserons de coté pour le moment : moteur à bagues de déphasage (ou à pôles fendus, ou à spires de Frager), moteur à répulsion et moteur universel.

Ces moteurs monophasés sont composés d'un stator portant un bobinage à p paires de pôles et d'un rotor à cage d'écureuil en court circuit.
A l'arrêt le rotor est sollicité par deux champs tournant en sens inverse. Ce moteur ne démarre donc pas spontanément.
En lançant le rotor (à la main par exemple) il peut alors démarrer indifféremment dans un sens ou dans l'autre. On ajoute une second bobinage décalé de 90° dans les encoches restantes : la phase de démarrage ou phase auxiliaire alimentée à travers un artifice de déphasage, condensateur, résistance, ou inductance.
Apparaissent alors deux couples moteur dus aux deux champs tournants : le couple du champ qui tourne dans le même sens que le rotor est le plus grand et tend à augmenter avec la vitesse. Le second couple, antagoniste, est presque nul.
Le champ inverse induit un courant à 100 Hz dans le rotor qui produit une vibration, et des pertes au rotor, et un bruit qui peuvent être gênants dans certains cas. Le moteur monophasé a moins de glissement que le moteur triphasé mais il a un plus mauvais facteur de puissance. Sous trop forte charge il peut décrocher : à l'arrêt l'intensité devient alors très forte et le moteur peut griller si il n'est pas protégé par un disjoncteur.
Note à l'attention des bricoleurs
On n'insistera jamais assez sur le fait que lorsqu'on récupère un moteur mono à la casse (MAL par ex) il ne faut pas oublier les condensateurs et le relais de démarrage si il y a, qui la plupart du temps sont cachés quelque part dans le châssis.
Avoir le schéma serait un luxe apprécié dans certaines usines à gaz de moteur de MAL... Bon de toutes façons, je vous parle comme un fossile parce que les lave linge de nos jours sont quasi tous equipés de moteurs à collecteur.
Comme il a été dit plus haut, cet article est rédigé dans le but d'éclairer si possible en donnant les généralités, pas possible de donner des recettes tant il y a de modèles et de marques de moteurs, chaque constructeur ayant ses petites manies, et quand on touche aux moteurs du gros électroménager il serait carrément impossible d'être exhaustif. Quoique de nos jour, à l'instar de l'automobile et de l'informatique, le gros electroménager ressemble plus à du meccano et toutes les marques utilisent grosso modo les memes composants et piochent dans les mêmes catalogues ! Adieu la diversité !

2.1.1.2 Moteurs à induction à condensateurs

A condensateur permanent

- Moteur biphasé

Son bobinage comprend une phase principale qui occupe 2/3 des encoches, et la phase auxiliaire occupant le tiers restant. Le nombre de spires de la phase auxiliaire est en général le double de celui de la phase principale, sa section étant la moitié de celle de la phase de marche. La phase de marche est repérée U1-U2, la phase auxiliaire Z1-Z2. L'inversion de sens se faisant par croisement des connexions d'une phase par rapport à l'autre - en croisant Z1-Z2 ou U1-U2 (*) . La phase auxiliaire étant en circuit en permanence, en série avec un condensateur dit « condensateur permanent » .
Le condensateur est un modèle à film de polypropylène métallisé -auto cicatrisant, ou parfois au papier imprégné d'huile . Valeur de la capacité : des dizaines de µF. Ces moteurs ont faible couple de démarrage : CD/CN compris entre 0,3 - 0,8 *. C'est le classique des moteurs bas de gamme de grande surface... (* ce qu'on ne vous dit pas). On doit donc réserver son utilisation à des usages où l'on peut tolérer un faible couple de démarrage : pompes centrifuges, machines démarrant à vide, etc.

Le condensateur produit le déphasage nécessaire à l'alimentation de la phase auxiliaire, les deux circuits [phase principale] - [phase auxiliaire + condensateur] restent alimentés en permanence.

(* Le repérage des fils, capital, est parfois fait par des fils de différentes couleurs ou des numéros, dans ce cas le seul recours sera d'avoir le schéma de son moteur, ou alors de se servir d'un ohmmètre et avoir une idée de ce qu'on doit trouver...Ce qui n'est parfois pas si évident, même pour les professionnels...)

Le bobinage comporte deux « phases » : une « phase de marche » ou « phase principale », et une « phase auxiliaire » ou « phase de démarrage ».
- Le bobinage de la phase de marche, qui occupe les deux tiers des encoches, son fil est plus gros, il a la plus faible résistance ohmique.
- La « phase de démarrage », qui occupe elle le reste des encoches soit le tiers restant.

- Repérage des connexions aux bornes terminales : Phase de marche : U1-U2, Phase de démarrage : Z1-Z2

Le moteur comporte aussi un artifice de démarrage, qui peut être :
- Soit un contact centrifuge constitué d'une partie tournante solidaire de l'arbre (en général coté opposé entraînement et juste derrière le ventilateur); il s'agit d'un système à masselottes s'écartant brusquement sous l'effet de la force centrifuge à une certaine vitesse ; et d'un contact fixe solidaire du flasque arrière.
- Soit d'un relais de démarrage : relais Klixon qui sont des relais d'intensité dont le contact se ferme sous l'action de la surintensité de démarrage et se rouvre dès que le courant est revenu à la valeur nominale et que le moteur est démarré
- Soit d'un relais de démarrage (Leroy Somer), qui est un relais de tension placé aux bornes du bobinage de phase auxiliaire.

Tout ou partie des fils sont ramenés à une plaque à bornes dont la disposition - pour ce qui concerne les moteurs monophasés - est plus fonction de la "culture" des divers constructeurs que de normes établies.

Ces bobinages sont réalisés en encoches pleines occupées par les conducteurs d'une seule phase.
Cependant les constructeurs américains et certains anglais ont coutume de réaliser des schémas ayant des encoches partagées par les deux phases, ou bobinages dits en « demi-encoches », mais parfois encore des bobinages 3/3 où les deux phases se partagent des "demi-encoches" dans toutes ou partie des encoches

Démarrage : on alimente la phase de marche , en parallèle avec le circuit constitué de : [relais ou contact de démarrage + condensateur + phase auxiliaire] . Le relais coupe dès que le moteur est lancé, ensuite seule la phase de marche reste alimentée. Un relais d'intensité - petit boîtier noir à trois bornes Faston, généralement de marque Klixon - il y en a guere d'autres...- , comportant une bobine en série avec la « phase de marche », attirant la palette d'un contact qui alimente un bref instant le circuit : [phase de démarrage en série avec le condensateur] pour lancer le moteur.
Sur d'autres modèles c'est un contacteur centrifuge à masselottes qui coupe le circuit [phase de démarrage + condensateur] au delà d'une certaine vitesse.
Leroy Somer utilise un vieux brevet de feu les moteurs Somer (une des nombreuses marques disparues ou absorbées) , système à relais de tension surveillant l'évolution de la tension aux bornes de la phase auxiliaire <elle même en série avec le condensateur>. La nouvelle gamme de monophasés du constructeur d'Angoulême repose d'ailleurs entièrement sur ce système, les ingénieurs LS arguant - essais d'endurance à l'appui - qu'il est plus endurant que les contacteurs centrifuges.

Le condensateur, dit « condensateur de démarrage » est un condensateur électrolytique de forte capacité : des centaines de µF, pour Service Intermittent *) Ces moteurs ont un fort couple de démarrage : CD/CN compris entre 1,5 à 3, ce qui est quasi équivalent au Cd/Cn des moteurs asynchrones triphasés.

(* Ce type de condensateur ne supporte pas de rester sous tension plus longtemps que le temps d'un démarrage, au-delà il peut exploser.)

2.1.1.3 Moteurs à induction sans condensateur

Moteur "Split-Phase" ou à phase de démarrage à haute résistance

Il s'agit là d'un vieux système, encore utilisé par les constructeurs américains, souvenir de l'époque où faute d'une technologie des condensateurs fiable, les moteurs mono démarraient à l'aide d'une résistance, parfois une self, en série avec la phase de démarrage et un contacteur centrifuge de démarrage (parfois un relais d'intensité). Ici la résistance a été intégrée au bobinage par la valeur ohmique importante donnée à l'enroulement de démarrage (grand nombre de spires, faible section) . Parfois on utilisa même du fil de bobinage en fil de fer émaillé, c'était un piège pour les bobiniers, s'ils ne s'en apercevaient pas le moteur ne marchait plus après rebobinage tout en cuivre...

Démarrage :
Le nombre de spires de la phase principale est supérieur à celui de la phase de démarrage => la Réactance de la phase principale est supérieure à celle de la phase de démarrage.
La Résistance de la phase de démarrage est très élevée (fil fin) par rapport à celle de la phase principale.
Les deux enroulements sont connectés en parallèle.
Dans l'enroulement de démarrage le courant est presque en phase avec la tension , tandis que dans la phase principale il y a un déphasage arrière par suite de sa Réactance.
Le flux d'un pôle étant en phase avec le courant, le flux de l'enroulement de démarrage est en avance sur le flux de l'enroulement principal, cela donnant naissance à un champ tournant.

Moteur à enroulement de démarrage dit « bifilaire », (ou à spires inversées )

Le bobinage est composé de 2 phases dissymétriques (généralement 1/3-2/3) :
La phase de marche est bobinée normalement.
La phase de démarrage est bobinée de façon particulière : 70¨% de ses spires sont bobinées dans un sens, dans toutes les encoches réservées à la phase de démarrage, et les 30% de spires restantes sont bobinés à l'envers dans les mêmes encoches (sauf exception sur certaines petites pompes où seulement les bobines du plus grand pas comportaient des spires inverses). Le fait d'ajouter des spires inversées n'augmente que la Résistance de la phase auxiliaire, on aboutit au même résultat qu'avec le moteur "Split-Phase", en un peu plus solide. On obtient des moteurs économiques ayant un petit couple de démarrage, néanmoins supérieur à ce qu'on obtiendrait avec un moteur à condensateur permanent.

Comme les moteurs monos à condensateur de démarrage avaient une borne du condensateur reliée au contact d'un relais ou d'un coupleur centrifuge, la phase de démarrage est ici reliée directement au contact d'un relais d'intensité (Klixon, ELD), ou à un contact centrifuge qui la coupent dès que la vitesse nominale est atteinte.
Utilisé dans de petites pompes (Marelli, Siemens, et sans doute dans leurs clones actuels).

2.1.1.4 Divers :

- Certains moteurs bitension américains ont leur phase principale enroulée avec « deux fils en main » qui passent par toutes les bobines de la phase principale, soit deux circuits qu'on peut coupler en série ou en parallèle. On réalise le couplage série (tension haute) en reliant la fin d'un circuit au début de l'autre en passant deux fois dans les bobines. Pour le parallèle (tension basse) on relie ensemble les deux fils à l'entrée et à la sortie.

Certains constructeurs préfèrent réaliser des bobinages 3/3 : les deux phases sont de nombres de spires et de sections différentes, le bobinage est sur deux plans, la phase principale occupant la presque totalité du nombre d'encoche, avec une répartition sinusoïdale des nombres de spires (variables) .

Pour ne pas surcharger j'ai choisi de montrer seulement des schémas de moteurs à une seule tension, mais bien évidemment il existe des moteurs bi-tension . Il s'agit juste d'un couplage série ou parallèle des bobines de la phase de marche, la phase auxiliaire ou de démarrage étant prévue pour 110 V, et connectée d'un coté sur le "pont" de série dans le cas d'utilisation sur la tension "haute" (connexion série).

Si l'on veut avoir plusieurs vitesses (en général deux) on peut réaliser deux bobinages de polarités différentes.
Mais dans le cas de l'usage en ventilation, avec des rotors dits "glissants", on utilise alors des bobinages à une seule polarité, mais on "allonge" la phase principale (ajout de spires) pour en diminuer la puissance, ce qui aura pour effet de faire glisser le moteur avec sa charge (l'hélice du ventilateur) et de le ralentir. Certains constructeurs italiens vont jusqu'à multiplier les prises pour réaliser jusqu'à 5 ou 7 vitesses ! Deux dispositions de leur schéma étant possible : en L ou en T.

Utilisé en ventilation. C'est un moteur à condensateur permanent alimenté par un auto-transformateur comportant plusieurs "prises" reliées au moteur via un commutateur, la variation de puissance obtenue par réduction de la tension d'alimentation du moteur occasionne une variation de la vitesse en charge.
Cela revient au même lorsque on fait cela avec un variateur de tension électronique.

LES DIFFERENTS ARTIFICES DE DEMARRAGE

- à isolation papier imprégné d'huile, qui se présentent sous forme de tubes en aluminium sertis avec une soupape de sécurité située à coté des cosses Faston de raccordement.
- à film de polypropylène métallisé - auto cicatrisants : la plupart du temps en boîtier plastique blanc scellé à la résine, mais certaines marques les font encore sous tube aluminium serti.
Les tensions d'isolement habituelles sont de l’ordre de 400 - 450 V~

Auto cicatrisant signifie que la conception de ces condensateurs autorise des micro-amorçages entre armatures, amorçages à l'effet "auto réparateur" : chaque fois que se présente une surtension ou une faiblesse de l'isolation du condensateur, il se produit à l’intérieur de la bobine du condensateur une mini explosion dans une zone très localisée entre deux couches de dielectrique, ce qui a pour effet de volatiliser une infime partie de l'aluminium de l'armature et de rétablir aussitôt la fonction de condensateur. Ces condensateurs peuvent donc vivre plusieurs "petites morts" et s'en porter pas plus mal, là où des condensateurs d'autres technologies auraient rendu l'âme depuis des lustres ! Mais il faut savoir qu'à ce jeu le condensateur laisse un peu des plumes, et que petit à petit il va lui manquer des microfarads, jusqu'au jour où le moteur peinera pour démarrer...

Ce sont des condensateurs de fortes valeurs, réalisés en technologie "électrolytique", pour service intermittent.
Ils se présentent comme un cylindre de plastique ou encore de bakélite noire.
Ce sont des condensateurs "électrochimiques" non polarisés, dits "pour démarrage de moteur monophasé"
Leurs tensions d'isolement sont de : 110, 160, 220, 260, 330 V~ (j'insiste car souvent on entend souvent parler de condensateur de démarrage à propos d'un condensateur permanent)

"Condensateurs permanents" et "condensateurs de démarrage" s'achètent chez les bobiniers (chez qui on trouvera aussi les relais de démarrage), les vendeurs de pièces détachées pour gros électroménager, et aussi Radiospares, Farnell, etc.

Rappel : Les capacités des condensateurs s'additionnent en les connectant en parallèle.

Le plus répandu, monté sur l'arbre coté opposé entraînement, derrière le ventilateur. Divers modèles sont utilisés selon les constructeurs. Il s'agit d'un systeme à masselotes qui s'ecarte brusquement à certaine vitesse et ouvre un contact alimentant la phase de démarrage.

Monté en série avec la phase de marche, opérant un contact rapide sur phase auxiliaire.
Principe : le relais colle avec l'appel de courant au démarrage, le contact se ferme et alimente la phase auxiliaire (en série avec le condensateur si il y a), mais le courant décroît brusquement dans la phase principale quand le moteur approche de sa vitesse normale, ce qui a pour effet d'ouvrir le contact quand la valeur de seuil du relais est atteinte et de couper l'alimentation de la phase de démarrage..

Monté en // sur la phase auxiliaire (hors condensateur) : collé ou non suivant l'évolution de la tension aux bornes de la phase de démarrage.
Principe : la tension aux bornes de la phase auxiliaire croit avec la vitesse du moteur ; le contact NC du relais alimente la phase auxiliaire pendant le démarrage, puis à une certaine tension de seuil, lorsque la vitesse du moteur est proche de sa vitesse normale, le relais colle, coupant l'alimentation de la phase de démarrage ; La tension induite dans la phase auxiliaire suffit à maintenir le relais collé en marche, ceci évitant un battement fâcheux.

L'organe de commutation est constitué d'un triac, et d'une tempo électronique.

Pour le démarrage "manuel" de certains tourets à meuler, on trouve aussi des interrupteurs bipolaires dont un des contacts est de type "maintenu". On actionne le levier, on le maintient avec le doigt le temps du démarrage, puis on relâche, alors le levier - qui est en deux parties - ramène le contact maintenu à la position "ouvert". C'est ce dernier contact qui sert à alimenter la phase de démarrage en série avec le condensateur de démarrage. L'autre contact restant en position marche pour alimenter le bobinage de marche.

Une tempo, électromécanique ou électronique, qu'on peut aisément réaliser en appareillage classique ou modulaire, pour alimenter la phase auxiliaire via son condo de démarrage un bref instant : 1 à 2 secondes.

Il s’agit d’une grosse varistance "à coefficient de température positif" , qu’on insère en série avec la phase de démarrage, le courant qui la traverse l'échauffe et augmente brusquement sa résistance, la rendant ainsi "non passante" et interrompant le circuit de démarrage.
Utilisé dans les groupes hermétiques de certains réfrigérateurs (Danfoss, Maneurop...)

Marques : Siemens type : J 19 - (un chiffre de plus pour le calibre en ampères)
TI - Klixon : types SP, http://www.ti.com/snc/pdf/8ea.pdf

3 Moteurs triphasés en monophasé

3.1.1 - Avec des condensateurs

On parle beaucoup de faire fonctionner les moteurs triphasés en monophasé. C'est possible, si on admet une perte de puissance de 30%, et une perte de couple de démarrage pour les schémas à 1 seul condensateur.

Car si le fonctionnement s'en approche, on aura pas un vrai mono, on aura tout juste un engin bricolé avec un mauvais rendement, mais le bricoleur est prêt à tout pour éviter d'acheter un mono à fort couple de démarrage à 300 - 400 € ! Alors vous etes prévenus.
Plusieurs schémas sont possibles qu'on adaptera selon les besoins et selon les bobinages. En effet, certains schémas fonctionnent avec certains moteurs, d'autres non : cela tient à leur construction, à leur schéma de bobinage. Il faudra s'adapter, faire des essais. Pour les valeurs de condensateurs, voir le tableau.

[* Pour le compresseur, désolé pour les chères bonnes vieilles mécaniques mais vu le prix d'un compresseur
« rayon bricolage » le pour et le contre est vite pesé. Et si le groupe compresseur est "intégré", moteur et compresseur indissociables, le seul moyen valable serait un convertisseur de fréquence = trop cher, à moins d’avoir un cousin qui se donne du mal pour débarrasser le service électrique de sa boite de quelques riblons. ….]

1 . Phase principale = une phase du tri, Phase auxiliaire = deux phases en série.

Les deux bobinages ainsi répartis ont donc ainsi leurs axes respectifs décalés de 90°, un condensateur de valeur appropriée servira à alimenter la phase auxiliaire . Ce raccordement permet d'avoir le maximum de puissance en 220 V, toujours en comptant une perte du tiers de la puissance d'origine (voir tableau).

2 . Phase principale = deux phases du tri en série, Phase auxiliaire = 1 phase du tri.
(sous presse..)

Ce raccordement avec deux phases en série pour la phase principale, bien que plus logique pour se rapprocher du bobinage 2/3 - 1/3 des vrais monophasés, devrait être utilisé à tension double, soit en 400 V monophasé . Ou alors en 220 V il faudra diviser par deux la puissance espérée ... Enfin il donne satisfaction lorsque le montage triangle ne fonctionne pas (c'est arrivé, et ne me demandez pas pourquoi)...

4. Phase principale = 2 phases du tri en parallèle , Phase auxiliaire = la phase restante
Peu utilisé, car ne fonctionne que sous certaines conditions de schémas de bobinage et avec des petits moteurs. (petites pompes de machines-outils, à faible nombre d’encoches, hauteur d'axe 55, 63, 71 mm)
Vu sur de petites pompes de refroidisseur de torche de soudure SAF.

Cd : condensateur type "démarrage" (électrochimique pour alternatif 50hz, démarrage moteur mono) 260/330 V~ (se rajoute, le temps du démarrage, 1 à 2 secondes, en // sur le condensateur de marche) On peut utiliser des interrupteurs spéciaux à double contact dont un contact "maintenu", ou une temporisation rapide commandant un relais de condensateur de démarrage.

Cp ; condensateur type "permanent" (polypropylène ou papier/huile) 400/450 V~

Nota : On peut ne mettre qu’un condensateur permanent mais il faut s‘assurer que le moteur démarre à tous les coups.

On utilise un moteur tri que l'on fait démarrer à vide en premier, avec les artifices cités plus haut,
puis on peut connecter un autre moteur tri aux bornes de ce moteur tenant lieu de génératrice : c'est le moteur "pilote". Puis on peut brancher d'autres moteurs si le moteur pilote est de taille convenable, ensuite le réseau ainsi créé augmente petit à petit sa capacité en puissance de démarrage avec l’apport de nouvelles charges.
(Biblio : - Ancel, (J). Machines asynchrones, Techniques de l'Ingénieur,D 451-9, D3II ;
- Bauer, (P). Moteurs asynchrones, Techniques de l'Ingénieur, D550-20
- Fouillé, (A). Electrotechnique à l'usage des ingénieurs, T2 - Machines électriques à courants alternatifs. Dunod, 1973. p.p. 328-329)

Ce genre de matériel est couramment commercialisé aux USA et en Angleterre sous le nom
de « convertisseur de phases ».

On utilise un convertisseur de fréquence ou variateur de fréquence (ou « inverter ») qui à partir du réseau 230 V monophasé reconstitue trois phases décalées de 120° électriques avec une loi U/f : 230V-50 Hz

Il suffit de câbler la référence vitesse pour avoir toujours le maximum et programmer F max : 50 Hz, et de s'assurer qu'on est bien dans le cas de figure d'une loi U/f 230 V - 50 Hz, ou simplement sur certains modèles basiques de tourner le potentiomètre à fond à droite et de n'y plus toucher. Evidemment régler les rampes d'accélération et décélération à des valeurs convenables, les constructeurs étant prudents dans leurs pré-réglages en mettant des rampes assez longues... Si le moteur doit démarrer souvent, on laisse le variateur sous tension et on utilise un petit interrupteur de mise en marche câblé sur la commande électronique du variateur. Si la charge est entraînante ou à forte inertie, il faut impérativement utiliser une résistance de freinage connectée au bon endroit sur le variateur (en série avec le hacheur de freinage intégré à la plupart des variateurs), sinon le variateur se mettra en défaut "over-voltage" lors de la décélération.

Marques : Leroy Somer, Control Technics, Fuji, ABB, Hitachi, Mitsubishi, Toshiba, et les clones

BIBLIOGRAPHIE

Histoire de l'électricité en France , Tome 1 1881-1918 François Caron/Fabienne Cardot Fayard

MICHAEL, (W). Etude théorique du moteur d'induction monophasé sans et avec phase auxiliaire. RGE, Février 1950, page 75.

KUCERA, (J). Moteur asynchrone monophasé avec l' enroulement auxiliaire en court-circuit .RGE, Mai 1949, page 185.

KUCERA, (J). La théorie des moteurs asynchrones monophasés. RGE N° 12, Décembre 1946, page 493.

ANCEL, (J). Machines asynchrones. Fonctionnement et calcul. Techniques de l'ingénieur. D 451,7-12, D3 II.

BAUER, (P). Moteurs asynchrones. Techniques de l'ingénieur. D 550 - 1 - 24, D 3 II - 1951.

VEINOTT, (Cyril, G.). Les moteurs électriques à puissance fractionnaire. Traduction Soulier, Dunod 1954.

MERLET, (R). Technologie d'électricité générale et professionnelle - T 3, Bobinage des machines électriques et des transformateurs statiques. Dunod, 1976.

FOUILLE, (A). Electrotechnique à l'usage des ingénieurs, T2 Machines électriques à courants alternatifs, Dunod, 1969.

GLOSSAIRE

PAS : nombre d'encoches embrassées par une bobine

PLAN : couche de bobinage, il peut y en avoir plusieurs, on parle de bobinages à plans, à 2 plans, à 3 plans.
PHASE : quand on parle de "phase" dans un bobinage, cela veut dire un circuit, ou un enroulement.
SPIRES : les "spires" ce sont les nombres de tours faits par les conducteurs.
SECTION : la "section" du fil est calculée en mm², alors que le diamètre des fils du "commerce" est donné en 100emes de mm, donc les bobiniers doivent sans arrêt jongler de l'un à l'autre grâce à des tables de conversion. Les américains ont le système AWG (american wire gauge)
CD : Couple de Démarrage
CN : Couple Nominal

I_N: courant nominal (“normal”, en charge), celui qui est indiqué sur la plaque du moteur.

Pour faire varier la vitesse des moteurs monophasés, on ne peut agir que sur la tension, on utilisera donc des variateurs électroniques de tension monophasés, et la plage de vitesse sera fonction du moteur et de sa charge.
Aucune variation ne sera sensible à vide, il faut mettre le moteur en charge pour le freiner, car le principe est de diminuer sa puissance et c'est la charge qui le ralentit. Peu stable, mais tres utilisé en ventilation ou la charge est à peu près constante.

Pour faire varier la vitesse des moteurs triphasés le meilleur moyen est de faire varier la fréquence et la tension de l'alimentation. On utilise des variateurs ou convertisseurs de fréquence (inverters pour les anglophones) qui sont des appareils courants de nos jours, dans lesquels on redresse d'abord le courant puis un onduleur fabrique, à partir de l'étage continu, trois phases décalées de 120 ° . Une logique de contrôle réalise une loi U/f conforme aux caractéristiques de notre moteur. La tension et la fréquence variant depuis zéro ensemble pour atteindre (par exemple) 230 V 50 Hz.

Donc le meilleur moyen d'avoir une vitesse variable sur une machine est d'utiliser un convertisseur de fréquence et un moteur triphasé. La solution consistant à utiliser un moteur à collecteur reste valable, mais on parle ici uniquement des moteurs à induction.

Lycée Professionnel Industriel et Commercial
1, rue de la Cure
68134 ALTKIRCH Cedex
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CFA FERBOS-EIFFEL
30, rue Ferbos
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4, rue Cachin
BP 323
50103 CHERBOURG
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INSTITUT DES METIERS
rue du Château des Vergnes
63039 CLERMONT FERRAND Cedex 2
tel : 04 73 23 60 00
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CFA DU LYCEE PROFESSIONNEL X. NESSEL
123, route de Strasbourg
BP 235
tel : 03 88 53 20 24
fax : 03 88 53 20 16

CFA des METIERS DE L'ELECTRICITE et de L'ELECTRONIQUE
8, rue de la Maison Blanche
44100 NANTES
tel : 02 40 40 66 67
fax : 02 40 30 92 91
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CFA de L'UNION SOCIALE DU MIDI
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31400 TOULOUSE
tel : 05 61 33 03 38
fax : 05 61 33 07 11

Centre de Formation - Etablissements Industriels de Maintenance du Matériel SNCF d'OULLINS
25 ter Quai P. Semard
BP 74
69350 LA MULATIERE
tel : 04 72 40 33 13

SYNDICAT PROFESSIONNEL - SIRMELEC
11, rue Hamelin
75783 PARIS Cedex 16
tel : 01 45 05 71 85
fax : 01 53 70 90 69

Merci pour l’indulgence qu’on voudra bien accorder à cette page réalisée avec les moyens du bord : Composer de Netscape ( saluons au passage un bien sympathique petit outil d’édition ) et TurboCad + PhotoShop pour les images.

Moteurs électriques et autres saletés...:-)