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Moteur électrique

Qu'est-ce qu'un moteur universel ?

Le moteur universel est un type de moteur électrique qui peut fonctionner à la fois en courant continu et en courant alternatif monophasé.

Qu'est-ce qu'un moteur universel ?

Sa constitution est similaire à celle d'un moteur série à courant continu, avec toutefois quelques modifications :

Les noyaux polaires et l'ensemble du circuit magnétique sont constitués de tôles de fer au silicium isolées et empilées pour réduire les pertes d'énergie dues aux courants de Foucault. Ces courants sont produits en raison de variations de flux magnétique lorsqu'ils sont connectés à un réseau de courant alternatif.

Il a un plus petit nombre de tours dans l'inducteur afin de ne pas saturer magnétiquement le noyau et ainsi réduire les pertes dues aux courants de Foucault et à l'hystérésis, augmenter l'intensité du courant et donc le couple moteur et améliorer le facteur de puissance.

Le moteur universel a un plus grand nombre de tours dans l'induit pour compenser la diminution de flux due au moins grand nombre de tours dans l'inducteur.

Comment fonctionne un moteur universel ?

Le moteur universel est un type de moteur monophasé qui peut fonctionner à la fois en courant continu et en courant alternatif. Sa constitution est essentiellement celle d'un moteur série à courant continu et ses caractéristiques de fonctionnement sont analogues.

Ce qui suit est une représentation schématique du schéma moteur universel :

Schéma d'un moteur universel - courant alternatif et courant continu

    Le moteur série à courant continu se caractérise par un fort couple de démarrage et sa vitesse est en fonction inverse de la charge. Cela permet d'atteindre facilement des vitesses très élevées au ralenti. Au moment où le moteur universel fonctionne en courant alternatif, cet inconvénient est réduit car son application est généralement dans les moteurs de petite puissance et les pertes dues au frottement, aux roulements, etc., sont élevées par rapport au total, il n'est donc pas Ils présentent le danger d'accélérer autant, bien qu'ils atteignent des vitesses allant jusqu'à 20 000 tours par minute (tr/min). Pour cette raison, ils sont tout à fait adaptés aux petits appareils électriques.

    Pour qu'un moteur électrique de ce type puisse fonctionner en courant alternatif, il faut que l'empilement de son inducteur (le noyau des électro-aimants) soit en plaque magnétique pour éviter les pertes dans le fer.

    L'enroulement d'inducteur des moteurs universels est généralement bipolaire, avec deux bobines d'inducteur. Le moteur universel fonctionne en courant continu exactement de la même manière qu'un moteur série. Si le moteur est alimenté en courant alternatif, il démarre tout seul, car le courant qui traverse l'enroulement inducteur présente cent vibrations par seconde, le même que le courant qui traverse l'enroulement induit, de sorte que le moment de rotation et le le sens de rotation reste constant.

    Quelles sont les caractéristiques d'un moteur universel ?

    • En courant continu c'est un moteur série normal avec les mêmes caractéristiques.
    • En courant alternatif, il se comporte de manière similaire à un moteur série à courant continu. Comme chaque fois que le sens du courant est inversé, il le fait à la fois dans l'inducteur et dans l'induit, de sorte que le couple moteur conserve son sens.
    • Puissance inférieure en courant alternatif en courant continu, car en courant alternatif le couple est Pulsateur.
    • Mayor chisporrotea en las escobillas cuando funciona en corriente alterna, ya que las bobinas del inducido están atravesadas por un flujo alterno cuando se ponen en cortocircuito por las escobillas, lo que obliga a poner un devanado compensador en los motores medios para contrarrestar la fuerza electromotriz inducida pour cette raison.

    Les moteurs universels fonctionnent avec des tensions en courant continu ou en courant alternatif. Un tel moteur électrique, appelé universel, est utilisé dans les scies électriques, les perceuses, les ustensiles de cuisine, les ventilateurs, les soufflantes, les mélangeurs et autres applications où une vitesse de rotation élevée est requise avec de faibles charges ou de faibles forces résistantes. Ces moteurs à courant alternatif et continu, y compris universels, se distinguent par leur collecteur bobiné et leurs balais.

    Stator d'un moteur électrique universel

    Le circuit électrique est très simple, il n'a qu'un seul chemin pour le passage du courant, car le circuit est connecté en série. Son potentiel est plus grand car il a une plus grande souplesse pour surmonter l'inertie lorsqu'il est au repos, c'est-à-dire qu'il a un excellent couple de démarrage, mais il a une difficulté, c'est qu'il n'est pas construit pour un usage continu ou permanent (pendant de longues périodes du temps).

    Une autre difficulté des moteurs universels est les émissions électromagnétiques. Les étincelles du collecteur ("craquements") ainsi que son propre champ magnétique génèrent des interférences ou du bruit dans l'espace radio. Cela peut être réduit au moyen de condensateurs pas à pas, 0,001 F à 0,01 F, connectés des balais au boîtier du moteur et reliant le boîtier du moteur à la terre. Ces moteurs ont l'avantage d'atteindre des vitesses élevées, mais avec peu de force. Il existe également des moteurs à courant alternatif triphasé qui fonctionnent à 380 V et à d'autres tensions.

    Quels sont les composants du moteur universel ?

    Les composants de ce moteur sont :

    • Les champs ( stator)
    • Masse (rotor)
    • Les balais (les excitateurs) 
    • Les capots (les capots côté moteur)

    Le circuit électrique est très simple, il n'a qu'un seul chemin pour le passage du courant, car le circuit est connecté en série. Son potentiel est plus grand car il a une plus grande souplesse pour surmonter l'inertie lorsqu'il est au repos, c'est-à-dire qu'il a un excellent couple de démarrage, mais il a une difficulté, c'est qu'il n'est pas construit pour un usage continu ou permanent (pendant de longues périodes du temps).

    A quoi servent les moteurs universels ?

      L'utilisation de ces moteurs en courant alternatif est très répandue en raison du couple de démarrage plus élevé par rapport à celui des moteurs asynchrones et en raison de leur vitesse de rotation élevée, ce qui permet de réduire leur encombrement et leur prix. Le moteur universel est sans aucun doute le moteur électrique le plus utilisé dans l'industrie de l'électroménager.

      Il est généralement utilisé dans les machines-outils portables de toutes sortes, les petits appareils tels que les scies électriques, les perceuses, les ustensiles de cuisine, les ventilateurs, les souffleurs, les mélangeurs et autres applications où une vitesse de rotation élevée est requise avec de faibles charges ou de petites forces résistantes. Ces moteurs à courant alternatif et continu, y compris universels, se distinguent par leur collecteur bobiné et leurs balais.

      Quels sont les avantages et les inconvénients du moteur universel ?

      Avantages du moteur universel

      Le moteur universel à courant alternatif présente les avantages suivants :

      • Le moteur universel a un couple de démarrage élevé lors du démarrage.
      • Ce type de moteur électrique peut atteindre des vitesses plus élevées (jusqu'à environ 25 000 tr/min) par rapport aux vitesses possibles qu'avec des moteurs asynchrones à la fréquence du réseau.
      • Comme avec un moteur à courant continu normal, la vitesse peut être facilement ajustée en faisant varier la tension du moteur.

      Inconvénients du moteur électrique universel

        En revanche, ce type de moteur présente les inconvénients suivants :

        • Le collecteur présent dans le moteur électrique est sujet à l'usure et provoque souvent des étincelles sous l'influence de la réaction d'ancrage qui en résulte. Pour limiter les perturbations CEM, le moteur peut être équipé de condensateurs de suppression, placés en parallèle de l'ancre et d'inductances série couplées sur les lignes d'alimentation du collecteur.
        • Le moteur universel présente un faible rendement d'environ 80 %, ce qui entraîne une production de chaleur importante. Pour éviter les pertes élevées dues aux courants de Foucault, non seulement le rotor mais aussi le stator doivent être feuilletés.
        • L'utilisation de machines à moteur universel nécessite un entretien régulier. En utilisation normale, il serait bon de souffler périodiquement le carter du moteur avec un compresseur. Cela peut prolonger considérablement la durée de vie.
        • En raison du couple d'impulsions, ce type de moteur électrique produit beaucoup de vibrations et donc beaucoup de bruit.
        Auteur :

        Date de publication : 29 août 2017
        Dernier examen : 9 avril 2019