Branchements d'un moteur universel pour marche/arrêt, 2 vitesses, variateur et surtout freinage,

INTRODUCTION

Merci d'indiquer toute erreur !

Mais pourquoi donc n'utilisent-ils pas des moteurs Asynchrones ?

Avantages
Le moteur universel, moteur à balais, à charbons, pour une même puissance est
- beaucoup plus petit,
- beaucoup plus léger
- pas cher.

Du coup les moteurs a charbons sont la norme pour l'usage aux particuliers et l'outillage portable.

Inconvénients
- son couple est faible (mais correct au démarrage)
- sa vitesse de rotation élevée.
- du coup, un réducteur mécanique est très souvent nécessaire.
- Il ne gère pas de lui-même sa vitesse de rotation, une certaine tendance à s'emballer.
- Il est plutôt bruyant, il siffle à cause de la vitesse de rotation et des charbons sur le collecteur.
- il s'use, charbons et collecteur. Bon pour un fonctionnement intermittent.

Dans l'industrie on aura uniquement de l'Asynchrone. Des moteurs qui tournent moins vite, plus silencieux, moins de pièces d'usure, fonctionnement soutenu. Plus volumineux et plus lourds.

INTERRUPTEUR

Un interrupteur de commande peut être installé sur phase, neutre ou sectionner les deux. C'est la dernière solution qui est la plus sure pour la sécurité des personnes, la phase et le neutre n'étant pas rigoureusement différentiés.

DEUX VITESSES

La solution la plus simple et économique pour faire une vitesse basse et d'utiliser une diode, qui ne laissera passer que la demie composantes de l'onde. Il faut donc un interrupteur à 3 positions ou 2 interrupteurs pour gérer les vitesses 0 - 1 - 2 .



VARIATEUR
Un variateur peut s'installer sur la phase ou le neutre. RAS. On utilise généralement un triac.

Pour moteur synchrone, moteur a balais, a charbons, moteur universel, pas pour un moteur à aimants, il faut un stator bobiné pour effectuer ce montage.

FREINAGE POUR L'ARRÊT

POURQUOI FREINER UN MOTEUR ?

Certains appareils dangereux ont un dispositif de frein au stop lors d'anomalie ou à l'arrêt machine. (selon la génération des normes de sécurité)

Par exemple les robots de cuisine, hachoirs, rapes a carottes etc. s'arrêtent avec frein lorsqu'un protecteur est retiré.
Les scies circulaires sur tables et d'autres outils électriques peuvent être munis de tel dispositif à l'arrêt de la machine.

COMMENT ÇA FONCTIONNE ?

En marche normale il y a une boucle série : phase->inductance->charbon->rotor->charbon->inductance->neutre.
Je ne sais si l'ordre a une importance, a priori, en série, on serait tenté de dire non... ?

En STOP freiné, une boucle série plus simple est créée : rotor->charbon1>-inductance inversée->charbon2->rotor.
Le rotor déverse son energie centrifuge en dynamo, dans l'inductance inversée, ce qui oppose le rotor et l'arrête.
C'est comme si on avait un moteur qui tourne sens aiguille, en inversant les pôles de chaque inductance, il s'arrêterait bien vite et repartirait en sens inverse, sens anti-horaire.

DANS LA PRATIQUE :

il faut couper l'alimentation secteur , phase et/ou neutre, ET boucler le moteur sur une inductance en permutant ses pôles.

Un contacteur dédié, va et vient double associés, ou 2 contacteurs va et vient sont utilisés pour détecter l'anomalie, basculer les VV..
1/ En cas d'anomalie, le double va-et-vient bascule.
Par un des VV, un des fils d'alimentation est ouvert, -> le moteur n'est plus alimenté. (circuit bleu coupé)
2/ Par la magie du branchement du second va-et-vient, un des inducteurs se trouve permuté et raccordé aux charbons.
Le moteur, sur son élan, se comporte en dynamo, nourrit l'inducteur permuté, Le champ magnétique est inversé et stoppe le moteur.

Voici les éléments disposés autour de l'interrupteur va-et-vient double. 1 plot est commun, celui qui va au charbon du bas.

MARCHE NORMALE
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ARRÊT FREINAGE SUR ANOMALIE

Où l'on voit la boucle moteur / inductance permutée, qui stoppe le moteur.
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SHÉMA DE RACCORDEMENT

Il y a 4 éléments
SECTEUR, 2 fils.
MOTEUR, 5 fils :
- 2 inductances pour constituer le stator, 4 fils dont 3 fils seulement sortent du moteur. On a pas besoin de ressortir la connexion inductance du haut-charbon du haut, elle est permanente et reste donc interne au moteur.
- charbons pour le rotor, 2 fils

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Il y a pas mal de choses à remarquer sur ce shema:

- pour réaliser ce genre de montage, il faut un moteur a 5 fils.
Un moteur ordinaire n'a que 2 fils pour l'alimenter, les connexions des inductances ne sont pas existantes mais sont récupérables.

- en cas de stop d'urgence, 1 seul des fils d'alimentation secteur se trouve coupé.
on observe que l'inductance "devenue inutile", celle du haut, est toujours sur le secteur, jusqu'au charbon.
Aucune importance. Le but ici n'est pas de fournir une protection électrique mais de stopper le moteur. Peu importe qu'il reste la phase dans le circuit, tant que le neutre est sectionné, elle ne peut pas "agir".

- le shéma est minimaliste question éléments, optimisé pour l'économie de matériel et une certaine simplicité, tant qu'on ne cherche pas à comprendre.

- le double va-et-vient est dédié à l'arrêt d'urgence, il doit être précédé d'un ensemble marche/arrêt, et éventuellement d'un  variateur, d'une petite vitesse.

- dans les robots ménagers, le contacteur double est manoeuvré lors de la mise en place des éléments, bocal etc, sans tension. Ce sont des contacteurs de qualité tout juste suffisante, pas bien gros et pas très capables. Il est très rare qu'ils soient basculés alors que le moteur tourne, ou qu'ils mettent en route le moteur (cas ou on a fermé le contacteur de commande, et comme ça ne tourne pas, on repositionnerait un accessoire correctement, provoquant le démarrage).

Ptit bémol sur les schémas électriques , les inductances ont un pole commun ?, il faudrait les relier sur le shema seulement, mais c'est dans le moteur, ce n'est pas à faire, ça n'a aucune incidence et ne remet pas en cause l'exactitude des shémas de branchement, et ne rajoute pas quelque chose a faire. La connexion est déjà faite dans le moteur.

On pourra trouver des informations intéressantes à :

http://deconophone.free.fr/spip.php?article207

Sur cette page, Qui par contradiction s'occupe de Supprimer le circuit de freinage, on notera quelques différences: Pas de permutation et les deux inductance sont en série lors du freinage. À vérifier...

Autre site intéressant, On y voit une rape à carotte de marque Seb, appareil d'une redoutable puissance et efficacité, équipé d'un freinage qui se déclenche par deux va-et-vient indépendants, qui surveillent la présence du couvercle.

http://www.repaircafesaint-egreve.fr/?page_id=971

On suppose sur cette page qui il y a six interrupteurs pour gérer la permutation. En réalité il n'y en a pas tant, 2 va et vient pour le bon positionnement du couvercle, (sans parler de l'interrupteur ou poussoir pour la marche arrêt, simple ou double). Je vérifierai, ayant le même appareil démonté cause explosion du condensateur d'antiparasitage.

Si ce plan électrique est assurément valable, puisqu'il fonctionnerait, dans la réalité pratique, quelques astuces permettent de réduire le nombre d'interrupteur de six à quatre, cad. à deux va-et-vient couplés, ou séparés mais basculant ensemble.