Il existe différents types de moteurs électriques dont la puissance varie selon les modèles. On parle également de moteur à courant alternatif et de moteur à courant continu selon le mode d'alimentation du moteur. Le moteur à courant alternatif est en principe alimenté directement par la source électrique du foyer. La tension de l'électricité à usage domestique est en général de 230 V en monophasé, c'est-à-dire en une seule phase. Alors, comment transformer le moteur triphasé 380 V pour qu'il fonctionne sur du courant de 220 V monophasé ?
La différence entre un moteur triphasé et un moteur monophasé
Dans les usines, les moteurs électriques qui font tourner des machines-outils possèdent une puissance assez élevée. Ces moteurs sont alimentés par un courant alternatif triphasé de l'ordre de 380 V et sont capables de supporter une charge mécanique importante. En outre, plus le voltage d'alimentation du moteur est élevé, plus sa puissance est conséquente. Le moteur triphasé est constitué par un enduit de 3 bobines fixes. Pour l'usage familial, les moteurs électriques sont destinés à faire fonctionner des appareils domestiques, tels que les machines à coudre, les polisseuses, les ventilateurs. On utilise habituellement pour cela des moteurs monophasés alimentés par un courant alternatif de 230 V. Un monophasé est composé par un enduit à 2 enroulements de conducteurs en cuivre. Enfin, le système de branchement utilisé pour les 2 modèles de moteurs est différent. On utilise le branchement en étoile pour un moteur triphasé de 380 V et en triangle pour un 220 V. En un mot, il y a des différences mécaniques fondamentales entre un moteur triphasé et un moteur monophasé, quel que soit le voltage de ces appareils.
Les modifications nécessaires
Un moteur de 380 V alimenté par un courant alternatif de 230 V ne tournera pas normalement. Le nombre de tours par seconde est faible et sa puissance de charge mécanique diminue énormément pour être capable de faire tourner une machine à coudre. Il faut donc adapter le moteur au débit de votre source électrique en 230 V. Vous avez le choix entre deux méthodes : soit vous utilisez une machine dite d'équilibrage des phases ou moteur-pilote, soit vous utilisez un condensateur pour faire chuter le système d'alimentation du moteur. La première méthode est assez complexe car elle nécessite un ou plusieurs moteurs supplémentaires. La seconde méthode est facile à réaliser et peu onéreuse.
Concernant le couplage par un condensateur, on change d'abord la position du branchement en étoile du moteur triphasé, constitué de 3 bornes (phase, neutre, terre) et d'une barrette horizontale en dessous, en branchement en triangle. Dans ce câblage, les 3 barrettes sont disposées dans le sens de la hauteur (en colonne). La première barrette est câblée à la phase du courant, la seconde barrette au neutre. On place un condensateur électrochimique, en plastique et non polarisé, entre la seconde et la troisième barrette. La capacité du condensateur ne doit pas être inférieure à 230 V et sa valeur, en microfarads, dépend de la puissance du moteur. Pour la calculer, on multiplie la puissance exprimée en CV par la fréquence du courant, 50 Hz. Si la puissance est en watts, il faut les convertir en chevaux : 1 CV = 736 W. Un moteur de 500 W (ou 0,50 kW) équivaut à 0,68 CV (500/736). La valeur du condensateur à brancher sera de 34 microfarads (0,68 x 50) au minimum. Il est donc nécessaire de faire plusieurs essais sur des condensateurs à capacité supérieure pour trouver un meilleur rendement du moteur. Et pour inverser le moteur, on croise les 2 fils (neutre et phase).
Les inconvénients du couplage par condensateur et les solutions pour y remédier
Lorsqu'on utilise un condensateur dont la valeur est en dessous de 34 microfarads, le moteur risque de ne pas fonctionner. Cette méthode réduit de 30 % la puissance du moteur et son démarrage est souvent difficile. C'est pourquoi, il est déconseillé d'utiliser cette méthode au-delà d'une puissance de 1 kW, car le montage devient très aléatoire. Toutefois, pour pallier à cette défaillance du démarrage, on peut placer un condensateur (électrochimique) de démarrage branché en parallèle au premier condensateur. Sa capacité utilisable varie entre 30 et 200 microfarads à 250 V. Ce condensateur est uniquement utilisé pour faire démarrer le moteur. Un mécanisme de contact temporaire doit être prévu : poussoir, relai. Pour éviter le claquage (ou détérioration) de ce condensateur de démarrage, on peut y adjoindre une résistance de décharge de l'ordre de 220 k/1W, branchée en parallèle et avec le même mécanisme.
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