atelier

Faire fonctionner à nouveau un moteur électrique

Vous avez un moteur électrique conçu pour fonctionner sur courant alternatif, mais il ne fonctionne pas. Que pouvez-vous faire vous-même? Cet Instructable concerne une procédure de triage pour faire fonctionner à nouveau votre moteur de démarrage de condensateur en une série d'étapes faciles et logiques.

Je suppose que vous avez un moteur monophasé de 1/4 ou 1/2 chevaux, peut-être même jusqu'à 1 cheval-vapeur. Il peut avoir un condensateur, mais il peut également y en avoir deux. La conception du moteur peut être un démarrage par condensateur ou un fonctionnement par condensateur. Ces types de moteurs sont ce que vous trouverez dans la plupart des applications domestiques et d'atelier. Les moteurs industriels à usage spécial (DC, triphasé) auront quelques différences et je n'en sais toujours rien.

La cause la plus courante de panne de CVC pendant l'été chaud est un condensateur de moteur. (Votre climatiseur ne fonctionne pas, mais ronfle juste avec un bourdonnement.) Sachant cela, vous pouvez utiliser ce que vous trouverez dans cet Instructable pour vérifier votre système et remplacer le condensateur avant même qu'il ne tombe en panne.

Remarque: Cet Instructable est écrit pour partager certaines choses utiles que j'ai apprises, ainsi que certains outils et ressources que vous trouverez utiles. Le but est de donner au lecteur suffisamment d'aide pour effectuer des tests minutieux et résoudre certains problèmes de base. Veuillez ne pas me demander de diagnostiquer votre moteur à distance et de vous dire comment le réparer. Je ne suis pas équipé pour ça. Procurez-vous un livre comme celui que j'ai acheté (voir l'étape 6), recherchez des articles sur Internet et regardez des vidéos. Faites ensuite des tests minutieux dans un ordre logique. Raison des choses. Soyez prêt à renoncer à vos hypothèses. Sois patient. Vous pouvez également faire redémarrer votre moteur.

Matériaux-

Graisse pour roulements
16-3 cordon d'alimentation et prise (si nécessaire pour remplacer un ancien cordon)

Outils-

Outil de levier rond pointu (pour soulever les joints de roulement)
Marteau, poinçon et surface plane (pour lisser les joints de roulement avant de réinstaller)
Pistolet à souder et soudure
Tournevis
Tourne-écrous
Volt-Ohmmètre
Compteur de capacité (facultatif, mais agréable à avoir - voir l'étape 5.)

Étape 1: tourner à la main

Tournez l'arbre moteur à la main. Tourne-t-il assez librement pour fonctionner? Il y aura toujours un peu de traînée, mais l'arbre devrait tourner relativement librement.

Pourtant, un moteur plus ancien peut avoir des roulements avec de la graisse séchée. Si les roulements ne sont pas rouillés à l'intérieur, vous pouvez probablement y appliquer de la graisse neuve. et les améliorer considérablement. Il m'arrive de soulever délicatement un joint de roulement d'un côté, d'y appliquer de la graisse pour roulement, de réparer tout dommage au joint de roulement et de le remettre en place. Ce n'est pas une procédure recommandée, mais je pense qu'elle convient à un moteur que j'utilise occasionnellement dans mon atelier.

Les roulements peuvent également être des roulements à manchon en bronze. Au pire, vous devrez peut-être aller dans un magasin de roulements et acheter une allumette pour un roulement à billes mal collé, mais ceux-ci ne sont pas bon marché. Avec un peu de chance, votre moteur fonctionnera à nouveau comme neuf avec très peu ou pas d’argent dépensé.

Étape 2: ajouter de la puissance pendant quelques secondes

Que se passe-t-il lorsque vous mettez le moteur sous tension? Heureusement, il n'y a pas d'étincelles ou de chocs du châssis du moteur et le disjoncteur ne se déclenche pas immédiatement. Si vous avez l'une de ces choses, recherchez des fils effilochés dans le cordon d'alimentation touchant un autre fil effiloché ou un court-circuit au châssis en fer du moteur.

Appliquez l'alimentation pendant seulement quelques secondes. Les enroulements des bobines à l'intérieur du moteur chauffent rapidement sur un moteur qui ne fonctionne pas et les bobines peuvent être détruites. Ensuite, le moteur doit être rembobiné pour fonctionner à nouveau. Il y a de fortes chances que le moteur émette un grognement lorsque vous ajoutez de la puissance. Il est également probable que les enroulements de départ ne fonctionnent pas correctement, mais il pourrait y avoir plusieurs raisons à cela.

Le graphique montre le schéma électrique de ce type de moteur. La portion d'enroulement de démarrage n'est excitée que pendant quelques secondes. Ensuite, l'interrupteur centrifuge verrouille les composants du circuit d'enroulement de démarrage. Dans les prochaines étapes, des tests seront effectués pour éliminer les causes probables.

La deuxième photo montre le moteur en marche lorsqu'il est connecté à un ampèremètre AC. La plaque signalétique sur le moteur indique qu'il fonctionne avec une consommation de courant de 7, 3 ampères. Le compteur est réglé sur 15 Amp. intervalle. La lecture réelle est juste un peu inférieure à 7 ampères. Prendre une telle lecture pendant que le moteur tourne confirme que tout va bien. Cette photo a été prise après que le moteur ait fonctionné comme il se doit. Une lecture antérieure lorsque le bobinage de départ ne fonctionnait pas, car il devrait fixer l'aiguille, ce qui a également indiqué un problème.

Étape 3: Vérifiez les courts métrages et les ouvertures

Débranchez le moteur de sa source d'alimentation. Accédez aux connexions entre le cordon d'alimentation et les enroulements du moteur. Retirez le couvercle de la boîte de jonction, le cas échéant. (Faites des photos montrant les connexions afin de pouvoir les refaire correctement, si vous devez les démonter.) S'il n'y a pas de boîte de jonction sur le moteur, retirez l'extrémité du moteur où le cordon d'alimentation se connecte aux enroulements.

Pontez également les deux bornes du condensateur avec un tournevis pour éliminer toute charge qui pourrait vous choquer. Retirez le fil d'un côté du condensateur pour éviter les lectures parasites provoquées par le courant traversant un canal arrière.

Utilisez un ohmmètre. Beaucoup suggèrent un réglage autour de 2000 Ohms. Connectez un fil au châssis en fer du moteur. Connectez l'autre fil à chacun des fils sortant du moteur, y compris ceux qui se connectent au condensateur. Toutes les lectures doivent indiquer des circuits ouverts (aucune voie pour l'électricité). Si l'une des lectures indique une voie pour l'électricité, revérifiez pour être certain que vous obteniez une lecture précise. Si vous trouvez toujours des preuves d'une voie d'accès à l'électricité, l'un des enroulements est court-circuité au châssis du moteur. Cela pourrait indiquer que le moteur doit être rembobiné. Mais, faites d'abord une inspection visuelle pour vérifier une explication plus simple. Une fois, j'ai accroché un mince fil émaillé à l'un des enroulements lorsque j'insérais le rotor. Le fil a eu une éraflure qui l'a laissé nu à un endroit. Ensuite, il a été poussé près du châssis en fer du moteur où il a court-circuité et a montré un chemin de fuite. J'ai pu recouvrir le fil avec un liquide isolant et le repousser.

Vous avez vérifié les shorts. Maintenant, vérifiez les ouvertures . Suivez les fils du mieux que vous pouvez. Les enroulements de départ utilisent un fil plus fin que les enroulements en cours. Utilisez l'Ohmmètre pour vérifier les ruptures dans les deux enroulements. La résistance sur chaque enroulement sera relativement faible, mais l'enroulement de départ montrera une résistance un peu plus élevée. Si l'un des enroulements montre un circuit ouvert, regardez attentivement où les fils se fixent à une borne ou à un fil plus lourd. De telles jonctions sont les endroits les plus courants pour qu'une jonction ouverte se produise. (J'ai réparé une fois un outil Dremel "mort". Il n'y avait aucune indication de circuit ouvert dans aucune des bobines d'armature. Mais, la bobine de champ a montré un circuit ouvert entre les deux broches terminales. J'ai regardé de près et j'ai vu une rupture fil de bobine attaché à l'une des broches de la borne. J'ai gratté l'émail du fil du mieux que j'ai pu et j'ai fait un pont de soudure sur la broche de la borne. Ce n'était pas un joint de soudure parfait, mais le Dremel a fonctionné à nouveau.) Si vous ne pouvez pas pour trouver la rupture dans le circuit de la bobine et la réparer, le moteur devra être rembobiné.

Vérifiez avec un ohmmètre pour être certain que la réinitialisation de la protection contre les hautes températures fournit un chemin électrique à travers celui-ci et qu'il n'est pas cassé afin d'ouvrir le circuit et d'empêcher le moteur de fonctionner.

Étape 4: L'interrupteur centrifuge

Les moteurs électriques à démarrage par condensateur utilisent une bobine de démarrage et un condensateur pour créer un champ magnétique qui avance dans le stator (cadre extérieur du moteur avec ses bobines). Ce champ magnétique qui avance donne au rotor quelque chose à chasser, ce qui fait tourner le rotor. (Par exemple, placez un aimant en forme de barre sur une table en verre. Amenez un autre aimant en forme de barre sous la table. Déplacez l'aimant sous la table. L'aimant au-dessus de la table poursuit l'aimant sous la table sous une forme brute de un moteur électrique.Le champ magnétique qui avance dans le stator remplace le mouvement de votre main sous la table.) Cette bobine de démarrage sera détruite si elle reste alimentée dans le circuit pendant plus de quelques secondes. La plupart des moteurs utilisent un interrupteur centrifuge pour déconnecter l'enroulement de démarrage du circuit dès que l'arbre du moteur atteint l'essentiel de sa vitesse.

Voir le premier graphique. Il n'est vraiment pas possible de faire une photo de l'interrupteur centrifuge dans toutes ses pièces car il est en place à l'intérieur du moteur, j'ai donc fait un dessin de vue latérale qui montre la relation des pièces. Voir les zones de texte. L'interrupteur centrifuge présente normalement un circuit fermé, s'il fonctionne correctement. Dans un moteur plus ancien entièrement assemblé, les contacts de l'interrupteur peuvent avoir été piqués et brûlés, ou ses pièces peuvent être usées de sorte qu'il n'y a pas assez de pression pour fermer les contacts lorsque le moteur ne fonctionne pas ou qu'il démarre pour la première fois. Regardez attentivement votre moteur et trouvez les fils qui mènent aux contacts de l'interrupteur fixe. (L'un peut aller au condensateur et l'autre peut être sur un poteau dans la boîte de jonction.) Connectez un ohmmètre aux fils des points de contact. Y a-t-il une indication d'un chemin électrique à travers les contacts du commutateur? Sinon, ouvrez le moteur et essayez de faire glisser du papier de verre très fin à travers les points de contact pour nettoyer et polir les deux.

Si l'interrupteur est usé, la bobine en plastique sur l'arbre du moteur peut ne pas exercer une pression suffisante sur la plaque qui maintient les contacts pour qu'ils se ferment complètement. Voir la deuxième photo . J'ai testé mes contacts de commutation avec le moteur entièrement assemblé. J'ai inséré un tournevis à travers une ouverture à l'avant du moteur et appliqué doucement une petite pression vers l'extrémité de l'arbre (loin du moteur) pour fermer les contacts tout en étant connecté à un ohmmètre.

Assurez-vous que le rotor est correctement centré de bout en bout dans le moteur. Des rondelles de butée peuvent être utilisées pour le déplacer un peu, s'il y a de l'espace pour les rondelles.) J'ai fabriqué une rondelle différente à partir de tôle d'acier de calibre 16 pour s'adapter à l'extrémité de la bobine. Les contacts de mon moteur se ferment maintenant et le moteur tourne. Mais, je veux également y souder des languettes qui se replieront autour de l'extrémité de la bobine, donc je suis certain que la rondelle se rétracte lorsque les poids centrifuges éloignent la bobine des contacts fixes. Je ne veux pas que cette rondelle flotte dans les contacts et les presse par inadvertance pendant que le moteur tourne. Cela pourrait surchauffer et détruire les enroulements de départ. (J'ai regardé à nouveau mon livre [voir l'étape 6.]. Une autre option consiste à placer une entretoise sous la partie fixe de l'interrupteur centrifuge pour la rapprocher de la bobine.)

Il peut être possible d'acheter une nouvelle partie fixe d'un interrupteur centrifuge, bien qu'ils ne soient pas tous identiques. Je n'en ai vu aucun répertorié. Il est également possible d'acheter un interrupteur électronique pour remplacer l'interrupteur centrifuge. Un interrupteur électronique ne réagit pas à la vitesse de l'arbre du moteur comme le fait un interrupteur centrifuge, mais possède une déconnexion temporisée. Il permet d'engager les enroulements de démarrage pendant 7, 4 secondes puis coupe le circuit. Les commutateurs électroniques coûtent un peu plus de 40 $.

Étape 5: Le condensateur

Il n'est pas rare qu'un condensateur électrolytique sèche et tombe en panne dans un équipement audio après 20 ans ou moins. Mais, remplacer un condensateur de démarrage sans vérifier d'abord les enroulements court-circuités ou ouverts, une réinitialisation ouverte et un interrupteur centrifuge défectueux ne fera pas fonctionner votre moteur, si le condensateur n'est pas vraiment votre problème.

De nombreux moteurs ont un couvercle bombé à l'extérieur du moteur, et le condensateur est en dessous. Les condensateurs du moteur sont généralement un cylindre avec des bornes sur le dessus. Mais, certains condensateurs dans les moteurs plus anciens peuvent également être plats, comme une courte pile de cartes index 4 x 6. Ceux-ci peuvent être situés à la base du moteur de sorte que les apparences extérieures donnent l'impression que le moteur n'a pas de condensateur.

Un condensateur peut gonfler ou fuir en cas de défaillance. Il peut même s'ouvrir. Mais cela peut aussi sembler parfaitement normal. Il existe différentes procédures de test pour les condensateurs, mais ces tests ne sont pas infaillibles. Un condensateur peut passer plusieurs tests et toujours échouer sous une charge.

Si vous ne l'avez pas déjà fait, utilisez un tournevis pour court-circuiter toute charge résiduelle dans le condensateur de votre moteur. Faites cela plusieurs fois, juste pour être en sécurité.

Si votre condensateur doit définitivement être remplacé, copiez les numéros de tension et de capacité, espérons-le toujours lisibles. Vous pouvez toujours utiliser un condensateur de remplacement évalué pour une tension plus élevée que le condensateur d'origine de votre moteur, mais les valeurs de capacité doivent correspondre aussi étroitement que possible. Ainsi, à 230 volts AC, un condensateur peut remplacer un condensateur 125 volts AC. La capacité donnera une plage, comme 220 microfarad à 260 microfarad. Un condensateur évalué de 210 microfarad à 250 microfarad doit être suffisamment proche pour bien fonctionner. (Si vous voyez des notes en millifarads, 1 millifarad équivaut à 1000 microfarad.)

Voici quelques façons de tester votre condensateur . Choisissez ceux qui correspondent à ce dont vous disposez.

Procédure A --Avec au moins un fil retiré du condensateur et sans alimentation au circuit du moteur, fixez un ohmmètre aux deux bornes du condensateur. Un compteur analogique est préférable, mais pas obligatoire. La lecture devrait monter à un nombre élevé et tomber soudainement à zéro ou à un circuit ouvert. S'il y a une lecture constante d'une certaine valeur, le condensateur est court-circuité. Si la lecture n'augmente pas initialement, quelque chose à l'intérieur du condensateur est cassé et il y a un circuit ouvert.

Procédure B - Retirez les deux fils du condensateur. Connectez-le au cordon de la lampe et en série avec une ampoule à incandescence d'environ 60 watts. Connectez-le à une prise murale. L'ampoule doit s'allumer, mais peut être plus faible que d'habitude.

Procédure C - Vous pouvez obtenir un compteur qui lit la valeur de capacité d'un condensateur ici pour moins de 20 $ plus les frais d'expédition. Les tests ci-dessus vous donnent une idée du fonctionnement d'un condensateur, mais ne vous donnent aucune indication sur la capacité réelle du condensateur. (Un condensateur électrolytique desséché peut sembler bon, mais sa capacité est trop faible pour démarrer le moteur.) Un compteur change cela. Recherche d'instructables pour les circuits des capacimètres. Au moins l'un utilise un module Arduino. Il y a environ 25 ans, j'avais un magazine d'électronique avec un circuit construit à la maison pour un capacimètre basé sur un circuit intégré 555. (Voici un appareil similaire que vous pouvez fabriquer.) J'ai maintenant un multimètre numérique avec lecture de capacité. Certains capacimètres utilisent un générateur de signal haute fréquence qui fait partie du multimètre. Ceux-ci peuvent être utilisés "en circuit" et donnent une lecture précise sans rétroaction à travers d'autres parties du circuit.

Les condensateurs peuvent donner de bonnes lectures sur un compteur et être toujours faibles ou défaillants. Un compteur ESR mesure la résistance interne qui affecte les performances réelles.

Procédure C ' - Le livre mentionné à l'étape suivante fournit un autre test. Il s'agit de mesurer le flux de courant (ampérage) utilisé par le moteur lors de sa mise sous tension. Une formule mathématique indique le nombre de microfarads que produit votre condensateur, compte tenu des paramètres du test. C'est utile car c'est un test sous charge.

Procédure D - Il n'est pas toujours possible d'acheter plusieurs pièces d'équipement de test que vous ne pouvez pas utiliser plus d'une ou deux fois. Si tout le reste (court-circuit et ouverture, interrupteur centrifuge, réinitialisation, etc.) vérifie dans votre moteur et que le condensateur donne des indications qu'il devrait être bon, mais que le moteur ne fonctionne toujours pas, un nouveau condensateur coûte 10 $ à 20 $ expédié à votre porte . Au pire, vous perdrez une somme d'argent relativement faible et il se peut que votre condensateur présente un défaut qui ne se révèle pas dans les tests que vous êtes en mesure de réaliser. Au mieux, le moteur peut tourner.

Une fois terminé, restaurez les connexions au condensateur, l'ancien ou le nouveau.

Étape 6: Personnel

J'ai regardé les descriptions de prix et de contenu avant de décider d'acheter ce livre . (Je ne profite d'aucune façon si vous achetez le livre, ni aucun de mes amis ou parents.) Cela a été très utile. Là où quelque chose manquait de détails pour moi, je suis allé en ligne et j'ai cherché du matériel supplémentaire ou des vidéos sur YouTube. Le livre est maintenant trempé à l'encre de mes soulignements et notes marginales. J'ai acheté le livre parce que certaines personnes que je connais pensent en savoir assez pour les aider à résoudre leurs problèmes de moteur électrique.

J'ai le moteur de démarrage à condensateur monophasé 1/2 HP Craftsman de 61 ans montré dans de nombreuses photos. (Il y a un timbre 10 56 [octobre 1956] sur la plaque du moteur.) Cela a fonctionné lorsque je l'ai acheté lors d'une vente d'outils d'occasion il y a environ deux ans, mais les roulements à billes sonnaient rugueux lorsque l'arbre était tourné à la main. J'ai ouvert le moteur et emballé les roulements avec de la graisse neuve. J'ai lissé les joints du mieux que j'ai pu et les ai remis. Le moteur contenait beaucoup de sciure fine à l'intérieur. J'ai nettoyé ça. L'arbre du moteur tournait librement et en douceur lorsqu'il était tourné à la main sans alimentation.

Lorsque j'ai assemblé le moteur et que je l'ai mis sous tension, l'arbre a tourné d'environ 1/8 de tour, s'est figé et a grogné . J'ai vérifié les shorts et les ouvertures, mais les bobines sont très bien. Je me méfie toujours des condensateurs plus anciens, et celui-ci a 61 ans. J'ai fait plusieurs tests du condensateur. Il est passé par chacun d'eux. J'étais toujours absolument certain que le condensateur était défectueux.

J'ai dormi sur le problème. J'ai réalisé que j'avais fait l'hypothèse que l'interrupteur centrifuge fonctionnait . J'avais huilé les poids pour qu'ils bougent librement. J'ai nettoyé pour que la bobine glisse librement. Lorsque j'ai connecté un ohmmètre aux fils qui vont des deux côtés de la partie fixe de l'interrupteur centrifuge, les points de contact n'ont pas fourni de voie électrique, même si je les avais nettoyés et polis avec du papier de verre fin. J'ai inséré un tournevis à un angle de l'avant du moteur entièrement assemblé. J'ai pu pousser légèrement la plaque de contact avec le tournevis. Soudain, mon Ohmmètre a indiqué un bon chemin pour l'électricité. J'avais vu quelques taches d'usure sur la plaque de contact où la bobine frottait dessus. J'ai fait une rondelle pour servir d'espaceur entre la plaque de contact et la bobine. Mon moteur ronronne comme un chaton content. Mais, la laveuse pourrait se déplacer pour exercer une pression sur les contacts de l'interrupteur centrifuge et engager l'enroulement de démarrage pendant que le moteur tourne. Cela pourrait provoquer l'épuisement du bobinage de départ. J'ai vérifié mon livre et une autre option consiste à ajouter une entretoise entre le châssis du moteur et la partie fixe de l'interrupteur centrifuge. J'ai finalement fait cela, en utilisant une rondelle commune pour chaque vis de montage, et j'ai retiré la rondelle que j'avais faite.

Après 61 ans, le cordon recouvert de caoutchouc présente plusieurs fissures. J'ai acheté un nouveau cordon . Le vieux cordon était à deux fils. J'ai acheté trois fils et je connecterai le fil de terre au châssis du moteur pour le mettre aux normes actuelles.

J'ai eu pas mal d'expérience avec le câblage domestique pendant la majeure partie de ma vie, mais les moteurs électriques étaient encore un mystère au-delà d'un peu de compréhension très basique. Le livre que j'ai acheté a comblé les lacunes. Je réalise maintenant des tests de base logiques et une déduction réfléchie m'aideront à résoudre les problèmes moteurs de base auxquels je peux m'attendre.