Comment connaître la tension d´un moteur inconnu

Question posée sur la liste Ptitrain
56501 Olivier JANON. — Suite à un article paru dernièrement sur la bonne manière d´abaisser la tension d´alimentation d´un moteur à courant continu [N.D.L.R. : il s´agit du diviseur de Grimaldi, qui sera bientôt aussi célèbre que le pont de Graetz], j´aimerais savoir s´il existe un moyen facile de déterminer le bon voltage d´un moteur inconnu. J´ai récupéré un lot de petits moteurs que j´aimerais utiliser pour de futures constructions aussi intégrales que miséramodélistes, et je n´ai aucune idée de leur alimentation. Merci d´avance pour vos éventuelles réponses. Longue vie à Ptitrain ! — Un futur miséramodéliste.
56514 Robert BREMOND. — L´oreille et le flair sont déjà une bonne base de départ. Quand je tombe sur un moteur inconnu, je l´évalue déja à sa taille, qui donne une idée de sa puissance. Ensuite je le teste avec une pile de 1,5 volt car beaucoup de moteurs de récupération sont des moteurs de jouets fonctionnant avec une ou deux piles bâtons.
S´il ne tourne pas (et que le bobinage n´est pas coupé) j´utilise pour le test une alimentation avec réglage de tension et affichage du courant pour déterminer à quelle tension il commence à tourner ; en général sa tension de travail est 5 fois cette valeur, à vérifier toutefois en faisant le produit tension x courant pour voir si la puissance obtenue n´est pas farfelue (un moteur de 3 cm qui consommerait 100 watts, c´est louche). Un autre test associé est le bruit que fait le moteur en tournant, il doit correspondre à une vitesse de rotation d´environ 3000 tr/mn (3000 hertz). Si le son est très aigu, c´est clair qu´il est suralimenté.
Si on a déjà des moteurs connus, on peut aussi travailler par comparaison avec ceux-là (tension, courant, vitesse). C´est une recette empirique basée sur mon expérience perso.
56516 Jean-Claude GRIMALDI — Voici plusieurs méthodes, à partir de la plus empirique, selon les enjeux et le matériel dont on dispose, l´objectif étant de détecter à partir de quand, soit le circuit magnétique sature, soit le collecteur fait des étincelles et de vérifier ensuite que le moteur ne chauffe pas trop.
L´alimentation :
Pour faire varier la tension, l´idéal est d´avoir une alimentation variable suffisamment puissante pour que le courant dans le moteur ne la mette pas “à genoux”, avec le risque de griller un potentiomètre bobiné (cher) si c´est le seul élément de variation.
Dans le montage de réducteur de tension que j´ai indiqué il suffit de remplacer les deux résistances par un potentiomètre (de 4 à 20 kohms, ce n´est pas critique) pour disposer d´un variateur réglable que l´on peut alimenter avec un transfo-redresseur ou une batterie. Pour éviter les courts-circuits, mettre une ampoule de voiture en série avec le moteur.
Le matériel de mesure :
Au moins un voltmètre, si possible un ampèremètre, l´idéal étant un oscilloscope (divers montages et logiciels sont gratuitement disponibles sur Internet pour transformer un P.C. en un oscillo rustique qui suffirait ici) avec une alimentation hachée.
Le mode opératoire :
1) Pour les plus misérables. — Augmenter la tension d´alimentation tant que le moteur continue à accélérer, sans faire d´étincelles sur le collecteur (ne jamais atteindre le point où l´étincelle “s´enroule” entre plusieurs lames du collecteur) et sans faire de bruit suspect. Lorsque l´on pense que le point maxi est atteint, laisser le moteur tourner en vérifiant qu´il ne chauffe pas trop.
2) Un peu mieux. — Ajouter un ampèremètre en série avec le montage et arrêter d´augmenter la tension si le courant croît non linéairemement (ce qui signifie, soit qu´il y a amorçage sur le collecteur, soit que le circuit magnétique commence à se saturer).
3) L´idéal. — Mesurer le courant et la tension à l´oscilloscope en alimentant le moteur en courant haché.
Observer la tension résiduelle du moteur entre deux impulsions du hacheur. Tant que le circuit magnétique n´est pas saturé, elle est proportionnelle à la vitesse du moteur, quand celui-ci sature, elle n´augmente plus ou décroît. Mesurer alors la tension efficace avec un voltmètre à aiguille. L´oscillo permet également de “voir” lorsque le collecteur commence à créer des courts-circuits entre lames. — Cordialement, Jean-Claude.

À gauche, une tension fournie par un transfo Fleischmann, simple redressement double alternance. Vue à vide (1).
À droite, même situation mais avec un moteur en fonction ; on voit entre deux impulsions la tension résiduelle du moteur.
Dessins fournis par
l'oscillo de Jidé.


1, Sur les innombrables formes des tensions fournies à nos moteurs modélistes, voir l'étude exhaustive parue dans Ptitrain.
Ptitrain, l´e-magazine du train éclectique. — Directeur de la publication : Christophe Franchini.
Rédacteur en chef : Jean-Denis Rondinet