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Vitesse moteur électrique universel

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Question Forum Électricité : Vitesse moteur électrique universel

BDD
Membre inscrit
BDD
21 messages
Bonjour à tous.

J'ai récupéré dans une machine à laver le linge un moteur électrique dit "universel" tournant à 800 tours par minute.
J'ai shunté 2 fils au niveau du bornier pour pouvoir l'utiliser en direct sur une prise électrique pour un futur projet de bricolage.
Tout fonctionne bien, il tourne.

En regardant l'étiquette du moteur il m'est venu une question toute bête, comment un moteur tournant à 800 rpm pouvait entrainer le tambour de la machine à laver de mémoire vers 600 rpm sachant que la circonférence de l'axe du moteur est bien moins grande que l'axe du volant du tambour ?

En regardant quelques vidéos j'ai vu qu'un variateur de vitesse pouvait diminuer voire augmenter la vitesse d'un moteur en jouant sur la fréquence, est-ce le variateur de la machine à laver qui faisait tourner plus vite le moteur électrique ce qui permettait au tambour de la machine à laver d'atteindre les 600rpm ?

Merci de vos éclaircissements amis électriciens.
16 octobre 2017 à 13:10
Réponse 1 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

GL
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GL
19 138 messages
Bonjour BDD. Tout d'abord nous espérons qu'un dialogue bidirectionnel pourra se dérouler concernant votre sujet.

800 tr/min est la vitesse de rotation du tambour lors de l'essorage. Un réducteur mécanique constitué d'une petite poulie sur l'arbre moteur et d'une plus grande solidaire de l'axe du tambour permet cette vitesse. Cela signifie que le moteur tourne à une vitesse bien plus grande, pouvant atteindre plus de 10 000 tr/min à vide.
C'est le même type de moteur qui équipe la plupart des appareils électroménagers, aspirateurs, mixers à soupe, moulins à café etc.
La fréquence de rotation du moteur universel est asservie par une électronique adaptée qui reçoit l'information fréquence de rotation par l'intermédiaire d'un alternateur tachymétrique basique monté en bout d'arbre.
La fréquence de consigne est tributaire du programme sélectionné, lavage et essorage. L'électronique gère donc la fréquence de rotation du moteur à chaque instant du cycle.

Des machines haut de gamme sont équipées de moteurs asynchrones triphasés qui sont pilotés en fréquence et plus silencieux. Ce n'est donc pas la même motorisation.

Voilà donc ce qui peut répondre à vos interrogations.
Cordialement.
16 octobre 2017 à 14:33
Réponse 2 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

Bricovidéo
Administrateur
Bricovidéo
9 596 messages
Bonjour à toutes et à tous.
Information à cet emplacement du forum électricité sera publiée l’image du jour BricoVidéo.
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Les images d'illustration proposées par BricoVidéo ne sont pas forcément en relation avec le bricolage ou le sujet traité dans ce forum. Cordialement. L'équipe de Bricovideo.com
16 octobre 2017 à 14:35
Réponse 3 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

BDD
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BDD
21 messages
Merci bien pour cette explication qui clarifie pas mal de choses.

Si je comprends bien l'étiquette sur le moteur où il est indiqué 800rpm ne correspond pas à proprement parlé des caractéristiques du moteur mais plus de l'appareil (en l'occurrence machine à laver) sur lequel il est monté ?

Le même moteur monté sur une autre machine à laver qui posséderait une poulie de tambour moins grande (dont le tambour tournerait donc plus vite) aurait une étiquette par exemple de 900rmp ?

Il est vrai que c'est juste une étiquette scotchée au moteur et non rivetée ou autre et donc facilement changeable.
16 octobre 2017 à 14:44
Réponse 4 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

GL
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GL
19 138 messages
Bien reçu. Vous comprenez que sur le moteur universel l'étiquette ne peut signifier la vitesse comme sur un moteur asynchrone. Pour ce dernier elle est fonction du nombre de paires de pôles, ce qui fait que sur le secteur 50 Hz une machine à 2 pôles atteindra peut-être 2 850 tr/min en charge, et non 3 000 tr/min, fréquence de de synchronisme. Pour le moteur universel elle est essentiellement variable par nature.
Pas trop d'expérience de lecture des étiquettes des moteurs universels, à part la tension et la puissance utile.
Votre première remarque semble être la bonne interprétation. Pas d'idée sur la deuxième.
Si vous avez un moteur à votre disposition, un tachymètre optique pourrait aider à clarifier les choses.
Cordialement.
16 octobre 2017 à 15:03
Réponse 5 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

BDD
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BDD
21 messages
C'est vrai que j'ai vu une vidéo sur un moteur (triphasé je pense) où j'ai cru comprendre que la vitesse ne pouvait excéder 3000rpm correspondant à la fréquence par le nombre de secondes dans une minute (50x60).

De là, j'en ai déduis que mon moteur universel ne dépassait pas ces 3000rmp max d'autant que l'étiquette indique 800... mais j'avais tout faux.
Le fait est qu'il existe beaucoup de type de moteurs différents...

Du coup, cela m'amène vers 2 petites questions subsidiaires...
Je suppose que faire tourner un moteur à vide à 10000 rmp n'est pas très bon ? Je l'ai testé juste 2 secondes après mon shunt.
Le fait de baisser la vitesse d'un moteur universel par un variateur de vitesse entraine t-il une modification du couple ?

Je souhaite alimenter un backstand avec ce moteur et hausser/diminuer la vitesse linéaire de la bande abrasive selon la matière (bois, métal) et selon le travail à effectuer (polissage, ponçage...) mais sans perdre de couple (que je peux nommer parfois abusivement je pense de "puissance").
16 octobre 2017 à 15:23
Réponse 6 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

GL
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GL
19 138 messages
10 000 tr/min peut être impressionnant, surtout pour un moteur d'aspirateur hors de son logement.
Couple et vitesse sont liés par la relation mécanique P = C. W (lire oméga) dans laquelle P est la puissance utile sur l'arbre en W, C le couple mécanique en N.m et W la fréquence de rotation en rad/s.
Dans le cas du moteur de machine à laver on arrive à avoir du couple par l'intermédiaire du réducteur à poulie et courroie, au rendement près de la chaine cinématique.
Pour avoir fait l'essai sur un moteur de ce type, il y a quand même du couple à cette vitesse ; on peut essayer de freiner avec un morceau de bois bien coincé et il finit par y avoir de la fumée (le bois, pas le moteur) ; mais on ne va pas jusqu'à l'arrêt sous peine de griller le moteur.
Les variateurs utilisés font varier la valeur efficace de la tension d'alimentation des moteurs universels.

Si vous voulez du couple sur le système à bande vous serez obligé de passer par un réducteur.
L'autre solution utilisant un moteur asynchrone serait d'utiliser un moto-réducteur intégré du type VarMéca Leroy Somer.
On ne sait pas ce qu'est un backstand ; une grosse ponceuse à bande ?

Cordialement.
16 octobre 2017 à 16:29
Réponse 7 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

BDD
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BDD
21 messages
Un backstand est ce genre d'outil : Images backstand
Avec en général une roue motrice greffée sur l'axe du moteur (il faudra donc que je trouve une fixation compatible, que je soude ou autre) entrainant une bande abrasive (dans mon cas de figure 50mm x 2000mm) qui sert quelque part de courroie permettant aux autres poulies de tourner (une poulie servant de tendeur au système).

J'ai vu en général 2 systèmes :
- Soit une roue greffée sur l'axe du moteur couplée à un variateur de vitesse représentant la solution la plus simple et la moins onéreuse à priori mais qui entraine donc une réduction du couple (préjudiciable je ne sais pas).
- Soit la courroie initiale du moteur est conservée et entraine un arbre qui lui même ensuite entraine un autre arbre sur lequel se trouve une poulie entrainant la bande abrasive. Il y a donc nécessité d'avoir 2 courroie jouant le rôle de réducteur mais conservant la puissance initiale si j'ai bien compris. L'inconvénient est la place majorée due aux 2 courroies qui en plus de devoir être achetées peuvent casser à n'importe quel moment...

Du coup je compte m'orienter vers la solution la plus simple avec l'arbre moteur entrainant directement la poulie sur laquelle transite la bande abrasive. Libre à moi ensuite de monter des roues plus ou moins grandes pour effectuer un travail plus ou moins minutieux et avoir plus ou moins de couple. J'ai un vieil aspirateur je pense que je peux trouver dessus un variateur de vitesse pour effectuer des tests sur le moteur à vide avant de rentrer dans le "vif" du sujet dur mon projet. biggrin
Merci pour toutes ces explications en tout cas.
16 octobre 2017 à 18:14
Réponse 8 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

GL
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GL
19 138 messages
Merci BDD pour les renseignements. On voit que la motorisation est plutôt de type asynchrone. On aperçoit aussi un variateur de fréquence associé. De belles machines en tout cas.
Vous pouvez toujours essayer avec le moteur universel, mais il va falloir monter une sérieux réducteur.
Vu le prix modique d'un moteur asynchrone de moins de 1 kW ce serait peut-être une voie à suivre dès maintenant.
Il ne faut pas vous inquiéter pour le couple utile sur l'arbre. Le variateur est dit à U/F = cte ; ceci permet à la courbe couple = f (vitesse) d'avoir un maximum constant quelle que soit la fréquence de consigne au delà d'une fréquence de quelques hertz.
Le seul inconvénient est que si l'on fait fonctionner le moteur à bas régime, il lui faut une ventilation forcée sinon il est mal refroidi par son ventilateur en bout d'arbre.
Le variateur d'aspirateur est un simple gradateur à réglage de phase comme sur les projecteurs halogène (il diminue la valeur efficace de la tension appliquée). Il est en série avec le moteur universel. Le couple utile va beaucoup varier, et donc la vitesse comme sur un aspirateur.
Vous savez tout. Faites au mieux.
Cordialement.
16 octobre 2017 à 22:28
Réponse 9 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

BDD
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BDD
21 messages
En fait, le fait que vous m'ayez dit que le moteur tourne probablement vers 10/12000 tours par minute à vide me rassure sur le fait qu'il faut que j'utilise un moteur universel sauf erreur de calcul de ma part.

En effet si je choisis une roue motrice de 10cm (0.1 mètre donc) j'obtiens donc une circonférence de 2 * 0.05 * PI soit 0.31m ce qui donne une vitesse linéaire par seconde de 0.31 * 10000 / 60 = 52m/s-1.

J'ai toujours lu que pour usiner le métal il fallait entre 20 et 30m/s-1 donc soit en jouant sur le diamètre de la roue motrice, soit en jouant sur la variateur ou les 2 j'arriverais à être "dans les clous" tout en gardant une puissance correcte car si je ne me trompe pas encore, mon moteur de 5A fait donc 1100W à 220V et même à vitesse réduite de moitié fera 550W ce qui est encore largement suffisant.
Au pire je mettrai 2 fois plus de temps biggrin

Pour info, voilà les caractéristiques d'un backstand à plus de 2000€ avec variateur... en option !

http://www.mvforge.fr/fr/shop/73/281/backstands-bader-b30-michel-vaillant-variateur,98.html

Je n'ai jamais compris pourquoi c'était aussi cher, je préfère (essayer de) faire le mien pour 20-30€. lol
16 octobre 2017 à 23:13
Réponse 10 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

GL
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GL
19 138 messages
La vitesse en périphérie de n'importe quelle poulie s'écrit V = R×W (lire oméga) avec V en m/s, R = rayon en m, et W = fréquence de rotation en rad/s. W = 2×pi×N/60 avec pi = 3,14, et N en tr/min.
Tout cela fait donc V = R×2×pi×N/60.
AN : V = 2×pi×0,05×10 000/60 = 52 m/s (ou m.s-1). On a bon.

C'est beaucoup, sachant que sur l'exemple choisi la vitesse linéaire varie de 0 à 25 m/s environ. Le fait que la fréquence de rotation du moteur varie beaucoup devrait vous permettre de faire fonctionner la bande dans cette fourchette.
Il n'empêche que faire tourner une poulie de 10 cm à cette fréquence de rotation peut impressionner, d'autant plus qu'il n'y a pas de protection de l'opérateur.

La puissance calculée à la louche est la puissance apparente absorbée en VA, la puissance utile étant inférieure à cause du rendement. Finalement il y aura moins de watts utiles que 1 100.

Dans l'immédiat vous pouvez vous lancer. Un petit tachymètre optique permettrait de connaitre avec exactitude la fréquence de rotation avant de commencer la réalisation.

L'utilisation d'un moteur asynchrone avec un variateur basique sera peut-être l'évolution future de votre machine. Les moteurs universels sont choisis pour des applications grand public assez ciblées et diffusées en très grand nombre. Dans le milieu industriel on n'en rencontre pas.

Le prix est la résultante de la prise en compte de bien des paramètres. Il n'y a pas que la matière (un châssis, un moteur, un variateur éventuel, quelques poulies et roulements etc).

Cordialement.
17 octobre 2017 à 09:08
Réponse 11 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

BDD
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BDD
21 messages
Bonjour,

Je n'en ai pas parlé car cela n'a rien à faire ici dans le forum électricité mais le problème qui me préoccupe le plus dans la réalisation de mon projet est de trouver ce qui fera office de roue motrice et surtout comment l'attacher fermement à l'axe de mon moteur sur lequel pour l'instant réside toujours la terminaison striée dans laquelle venait se loger la courroie.
Une roue de contact spéciale pour backstand coûte pas loin de 100€ hors de question pour moi de mettre ce prix dans une simple roue caoutchoutée et je n'ai ni ne connais personne avec un tour à métaux qui pourrait me réaliser une roue en aluminium donc pour l'instant j'en suis à réfléchir, mais ce n'est pas grave, j'aime prendre mon temps avant de réaliser quelque chose d'autant plus quand il s'agit d'un élément de sécurité.

Merci pour votre aide en tout cas GL.
17 octobre 2017 à 09:50
Réponse 12 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

GL
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GL
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Oui, le problème de la poulie devra être résolu. La poulie actuelle tient, il me semble, avec une goupille mécanindus, et l’emmanchement est ajusté serré. Peut-être pouvez vous la conserver, en tant que pièce constitutive d'un réducteur.
Vous avez du travail pour l'hiver qui vient.
Cordialement.
17 octobre 2017 à 12:54
Réponse 13 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

BDD
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BDD
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Effectivement j'ai un peu de travail en perspective !
Que pensez-vous des accouplements moteurs de ce style ?

https://www.amazon.fr/s/ref=nb_sb_noss?__mk_fr_FR=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&url=search-alias%3Daps&field-keywords=accouplement+arbre&rh=i%3Aaps%2Ck%3Aaccouplement+arbre

Un peu trop fragiles pour un arbre tournant à 10000 rpm non ?
17 octobre 2017 à 13:50
Réponse 14 Forum électricité Bricovidéo

Vitesse moteur électrique universel

GL
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GL
19 138 messages
Je les connais, mais ces modèles sont particulièrement petits et adaptés aux imprimantes par exemple. Il en existe des plus imposants adaptés aux machines plus grosses. Il faut les choisir en fonction du couple à transmettre et de la fréquence de rotation ; le prix n'a rien à voir avec ceux qui sont proposés en suivant le lien.
Assez fragiles néanmoins, mais silencieux. Il existe d'autres sortes d'accouplements plus robustes.

On ne manipule pas à 10 000 tr/min comme on le fait couramment à 1 500 tr/min.
Sur les machines tournantes on capote tout ce qui peut être dangereux.
17 octobre 2017 à 22:18
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