Moteurs universels

Les moteurs universels sont employés dans des applications nécessitant un couple de démarrage élevé, comme c'est le cas de certaines perceuses.

Leur construction permet de modifier assez facilement leur vitesse de rotation.

On les rencontre dans des puissances s'échelonnant de 1/200 kW à quelques kW.

Le moteur universel peut être alimenté tant par du courant continu que par du courant alternatif.

Construction :

Le moteur universel est construit comme un moteur série à courant continu.

Le stator du moteur universel comporte des enroulements qui en forment les pôles.

Le rotor est bobiné de façon à former l'induit du moteur. Des balais assurent la connexion en série des pôles et de l'induit, d'où le nom également de moteur série.

La figure a) suivante montre le schéma de branchement d'un moteur universel.

La figure b) suivante montre le schéma des connexions du moteur. Notez que l'induit est électriquement inséré entre les pôles, grâce aux balais.

Schéma de principe et des connexions d'un moteur universel :

Fonctionnement du moteur universel :

Lorsque le moteur universel est alimenté par une tension alternative, un courant de même intensité circule dans les pôles et dans l'induit du moteur, puisque les enroulements sont reliés en série.

La rotation du moteur est issue de la réaction :

• entre le champ magnétique produit par les enroulements polaires du stator ;
• et celui généré par les enroulements de l'induit du rotor.

La vitesse de rotation du moteur universel est inversement proportionnelle à sa charge. Ainsi, si la charge augmente, la vitesse de rotation diminue. Inversement, si la charge diminue, la vitesse de rotation du moteur augmente.

A vide, ce type de moteur peut atteindre une vitesse de rotation de 5 000 à 25 000 tour min^-1, selon ses caractéristiques de construction.

La construction électrique du moteur universel permet de faire varier sa vitesse de rotation assez facilement pour une charge constante:

Il suffit en effet de faire varier le courant d'alimentation à l'aide d'un rhéostat ou d'un circuit électronique branché en série avec le moteur.

L'inversion du sens de rotation du moteur s'effectue en inversant le sens du courant soit dans les pôles, soit dans l'induit.

Résumé sur les moteurs universels :

Suite à cette étude, vous devriez retenir particulièrement les points suivants :

• Les moteurs universels sont fabriqués dans une gamme de puissances variant entre 1/200 de kW et quelques kW.

• Le moteur universels peut être alimenté tant par du courant continu que par du courant alternatif.

• Les principaux composants d'un moteur universel sont :

- un rotor bobiné ;

- un stator, dont les enroulements forment les pôles du moteur.

• Le rotor et le stator d'un moteur universel sont branchés en série.

Vous connaissez maintenant le fonctionnement des moteurs universels, couramment utilisé en électroménager et dans l'outillage électroportatif.