Moteur à induction

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Source d'alimentation CA :120 VCA
• Condensateur, 3,3  µF (ou 2,2  µF) 120 VCA ou 350 VCC, non polarisé
• Lampe à incandescence de 15 à 25 watts ou résistances de 820 Ω 25 watts
• Fil magnétique n° 32 AWG
• planche de bois env. 5 po carré.
• Cordon d'alimentation avec prise
• 1,75 pouces de diamètre. tube en carton (rouleau papier toilette)
• douille de lampe

• Source d'alimentation CA :220 VCA
• Condensateur, 1,5 µF 240VAC ou 680VDC, non polarisé
• Lampe à incandescence de 25 à 40 watts ou résistances de 820 Ω 25 watts
• Fil magnétique n° 32 AWG
• planche de bois env. 15cm. carré.
• Cordon d'alimentation avec prise
• 4,5 à 5 cm. dia. tube en carton.
• douille de lampe

REFERENCES CROISEES

Leçons En Circuits Électriques , Volume 2, chapitre 13 : « Moteurs à courant alternatif », « Moteurs à induction monophasés », « Moteur permanent à condensateur divisé ».

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Construire un moteur à induction à courant alternatif à condensateur permanent à phase séparée.
• Pour illustrer la simplicité du moteur à induction AC.

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Il y a deux listes de pièces à choisir selon la disponibilité de 120VAC ou 220VAC. Choisissez celui pour votre emplacement. Cet ensemble d'instructions est pour la version 120VAC.

Il s'agit d'une version simplifiée d'un « moteur à induction à phase séparée et à condensateur permanent ». Par simplification, nous entendons que les bobines ne nécessitent que quelques centaines de tours de fil au lieu de quelques milliers. C'est plus facile à enrouler. Cependant, le plus grand modèle de quelques milliers de tours est impressionnant. Il y a deux bobines de stator comme indiqué dans l'illustration ci-dessus. Environ 440 tours de fil magnétique émaillé #32 AWG (calibre de fil américain) sont enroulés sur une longueur d'un pouce d'une section légèrement plus longue d'un tube de papier hygiénique de 1,75 pouce de diamètre. Pour éviter de compter les tours, enroulez près de quatre couches de fil magnétique sur une largeur d'un pouce du tube. Voir (b) ci-dessus. Laissez quelques pouces de fil magnétique pour les fils. Collez le premier fil près de l'extrémité du tube de manière à ce que les enroulements recouvrent et ancrent le ruban. Ne coupez pas la largeur finale du tube en carton tant que l'enroulement n'est pas terminé. Fermer le vent une seule couche. Collez ou collez la première couche pour éviter qu'elle ne se déroule avant de passer à la deuxième couche. Bien qu'il soit possible d'enrouler des couches supplémentaires directement sur les couches existantes, envisagez d'appliquer du ruban adhésif ou du papier entre les couches, comme indiqué sur le schéma (b). Une fois les quatre couches enroulées, collez les enroulements en place.

S'il est trop difficile d'enrouler quatre couches de fil magnétique à proximité, enroulez 440 tours de fil magnétique sur l'extrémité du tube en carton. Cependant, la bobine de style enroulé se monte plus facilement sur la plinthe. Gardez les enroulements dans une longueur d'un pouce.

Coupez l'enroulement fini de l'extrémité du tube en carton avec un couteau de rasoir permettant à la forme de s'étendre un peu au-delà de l'enroulement. Dénudez l'émail d'un pouce des extrémités de la paire de fils conducteurs avec du papier de verre. Épisser les extrémités nues au fil de raccordement isolé de plus gros calibre. Soudez l'épissure. Isolez avec du ruban adhésif ou un tube thermorétractable. Fixez l'épissure au corps de la bobine. Procédez ensuite avec une deuxième bobine identique.

Reportez-vous à la fois au schéma et à l'illustration pour l'assemblage. Notez que les bobines sont montées à angle droit. Ils peuvent être collés à une plinthe isolante comme le bois. La lampe de 25 watts est câblée en série avec une bobine. Cela limite le courant circulant dans la bobine. La lampe remplace une résistance de puissance de 820 Ω. Le condensateur est câblé en série avec l'autre bobine. Il limite également le courant à travers la bobine. De plus, il fournit un déphasage en avance du courant par rapport à la tension. Le schéma et l'illustration ne montrent aucun interrupteur ni fusible. Ajoutez-les si vous le souhaitez.

Le rotor doit être fait d'un matériau ferromagnétique comme un couvercle de boîte en acier ou un bouchon de bouteille. L'illustration ci-dessous montre comment fabriquer le rotor. Sélectionnez un rotor circulaire plus petit que les formes de la bobine ou un peu plus grand. Utilisez la géométrie pour localiser et marquer le centre. Le centre doit être alvéolé. Sélectionnez un clou de huitième de pouce (quelques mm) de diamètre (a) et limez ou meulez la pointe comme indiqué en (b). Placez le rotor sur un morceau de bois tendre (c) et martelez la pointe arrondie au centre (d). Entraînez-vous sur un morceau de ferraille similaire. Veillez à ne pas percer le rotor. Un rotor bombé (f) ou un couvercle (g) s'équilibrent mieux que le rotor plat (e). Le point de pivot (e) peut être une tige droite enfoncée à travers un socle en bois mobile, ou à travers la planche principale. La pointe d'un stylo à bille fonctionne également. Si le rotor ne s'équilibre pas au sommet du pivot, retirez le métal du côté lourd.

Vérifiez bien le câblage. Vérifiez que tout fil dénudé a été isolé. Le circuit peut être mis sous tension sans le rotor. La lampe doit s'allumer. Les deux bobines se réchaufferont en quelques minutes. Le chauffage excessif signifie qu'une lampe de puissance inférieure (résistance plus élevée) et un condensateur de valeur inférieure doivent être remplacés en série avec les bobines respectives.

Placez le rotor au sommet du pivot et déplacez-le entre les deux bobines. Il devrait tourner. Plus il est proche, plus il doit tourner vite. Les deux bobines doivent être chaudes, indiquant la puissance. Essayez des rotors de tailles et de styles différents. Essayez un petit rotor sur le côté opposé des bobines par rapport à l'illustration.

Faute de fil magnétique #32 AWG, essayez 440 tours de fil de diamètre légèrement plus grand (numéro AWG inférieur). Cela nécessitera plus de 4 couches pour les tours requis. Une veilleuse peut être moins chère que la douille de lampe pleine grandeur illustrée. Bien que les ampoules de veilleuse aient une puissance trop faible à 3 ou 7 watts, les ampoules de 15 watts s'adaptent à la douille.

FEUILLE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Fiche de travail sur la théorie des moteurs à courant alternatif
• Fiche de travail sur les circuits de commande de moteur à courant alternatif