Projet : Moteur à courant continu

Projet : Moteur à courant continu
1 - Objectifs
• Utiliser le transistor en commutation.
• Découvrir une application.
• Caractériser la saturation et le blocage.
2 - Principe
Une maquette de moteur électrique peut-être réalisée à partir d'une boussole entourée par un
bobinage. Lorsqu'un courant le traverse, l'aiguille aimantée tourne et après quelques oscillations se
stabilise parallèlement à l'axe de la bobine.
Si le courant passe momentanément, l'aiguille aimantée reçoit une impulsion et peut tourner
plusieurs fois autour de son axe.
On obtiendra un "moteur" si chaque impulsion entraîne l'aiguille aimantée dans le même sens de
rotation que la précédente.
Les fonctions
Trois organes sont donc nécessaires pour construire ce moteur
• Un rotor : pièce aimantée, libre de se mouvoir autour d'un axe. Il est constitué de 3 pièces,
un rivet creux qui tourne sur un clou pointu, un disque en rhodoïd dont une partie est transparente,
une lame de rasoir.
• Un stator : aimant temporaire constitué par une bobine plate réalisée avec du fil émaillé.
• Un dispositif permettant de détecter la position du rotor et d'alimenter la bobine au
moment opportun. C'est le rôle habituel des balais dans un moteur à courant continu. Ici cette
fonction sera remplie par un dispositif électronique.
3 - Le matériel mis à votre disposition
Pour réaliser le rotor et le stator :
- aiguille de couturière
- rivet creux
- un disque transparent
- du fil émaillé
- lame de rasoir
Pour réaliser le dispositif électronique :
- une led rouge
- deux résistances de 470 Ω
- une led infrarouge
- une résistance de 100 Ω
- un transistor BD 135
- un récepteur infrarouge (phototransistor)
- un circuit imprimé
Vous aurez à utiliser également une plaquette de bois, de la colle, des punaises, un fer à souder qui
pourra vous être prêté, etc....
Projet : moteur à courant continu 1
Plate-forme 3E (Électricité, Electronique, Electrotechnique) C.E.S.I.R.E. – Université J.Fourier Grenoble
4 - Fabrication
Rotor
Découper un disque de 7 cm de diamètre dans du plastique transparent.
Introduire en force le rivet creux dans le disque en rhodoïd.
Coller sur ce disque la lame de rasoir comme indiqué sur le schéma.
S'assurer que l'ensemble est équilibré.
Stator
Utiliser le fil émaillé pour réaliser une bobine de section rectangulaire de 3x8 cm., de 1 cm de
hauteur et constituée de 50 spires.
La maintenir sous cette forme à l'aide d'un morceau de colle ou (et ) de ruban adhésif.
Ôter l'émail isolant qui recouvre ce fil à ses deux extrémités.
Le dispositif électronique de commutation
On place de part et d'autre du rotor un émetteur et un récepteur infrarouge. Le récepteur infrarouge
est placé dans le circuit de base du transistor. La bobine est placée en série avec une led et une
résistance dans le circuit collecteur base de ce transistor. On aura choisi les résistances de
polarisation du transistor BD135 pour qu'il passe de l'état bloqué à l'état saturé.
Les étapes du montage
Enlevez le vernis avec un chiffon imbibé d'acétone, percer les trous.
Placez puis soudez chaque composant l'un après l'autre.
Vérifiez votre montage : l'interposition d'un objet opaque entre la diode infrarouge et le photo
transistor doit entraîner l'extinction complète de la diode.
Quelques précautions
Placer la diode infrarouge et le photo-transistor face à face à une distance qui n'excède pas quelques
cm.
Etude de la maquette
Projet : moteur à courant continu 2
Plate-forme 3E (Électricité, Electronique, Electrotechnique) C.E.S.I.R.E. – Université J.Fourier Grenoble