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Bouvard Clement Morel Emilien

1ere ST2

TPE Sciences de l'Ingénieur

Etude d'un robot ménager

Année 2010/11


Sommaire


Introduction Nous avons décider de choisir comme élement centrale de notre TPE le robot ménager. Nous nous sommes plus particulièrement ataché à la manière dont lequel le courant alternatif du secteur se transformait en une énergie mécanique de rotation dans le bol du robot multifonction. Afin de mener à bien ,otre problématique nous nous sommes penchés sur le moteur électrique universel de ce robot afin d'en comprendre son fonctionnement. Afin de simplifier au maximum la compréhension de notre TPE, nous avons décider de le faire en étape en partant du secteur E.D.F. Jusqu'au mouvement de rotation.

Rrotor E’

Rstator

I

U


I. Qu'est-ce-qu'un moteur universel ? 1. Définition génerale d'un moteur 2.Principe de fonctionnement d'un moteur universel Il repose sur des phénomènes électriques et magnétiques. Un arbre mobile (Le rotor) constitué de bobinages en fil de cuivre, est soumis à un champ magnétique créé par un second bobinage immobile (Le stator).Le principe repose sur le passage d'un même courant dans le stator puis dans le rotor par l'intermédiaire de charbons frottant sur un collecteur. Ce courant produit donc un champ magnétique dans le stator et le rotor qui est de même polarité (Deux aimants se repoussant), on crée donc un mouvement puis la rotation.

3. Les differentes pièces d'un moteur universel 1. Le rotor Partie mobile appelé également induit, est constitué par un cylindre d'acier à la périphérie duquel sont disposés les conducteurs des enroulements d’induit. Ces conducteurs sont reliés aux lames du collecteur.

2. Le stator Partie fixe appelé également induit, est constitué de la carcasse du moteur et du circuit


magnétique proprement dit. C'est la partie fixe du moteur qui produit le champ magnétique. Mettre photo du moteur avec légende.

3. Le collecteur

Le collecteur est constitué de lames de cuivre isolées entre elles. Elles sont disposées de sorte à former un cylindre et sur chacune d’entre elle sont soudés le départ et le retour d’une section d’enroulement.

4. Les balais Les balais assurent la liaison entreles conducteurs tournants et les bornes fixes du moteur. Ils assurent ainsi l’alimentation de l’induit (rotor) grâce à des contacts glissants entre les lames du collecteur et le circuit électrique fixe. Ils sont constitués de petits cubes ayant une surface de contact de quelques mm² à quelques cm², en graphite pur ou en alliage, qui doivent résister à des conditions d’utilisation sévères (courants et températures élevés, frottements, arc


électriques, …). Ils sont équipés de tresse de raccordement pour la liaison avec le circuit électrique.

Sur la photo de droite les balais sont montés sur le collecteur On voit bien comment lors de la rotation les balais alimentent successivement les différents enroulements. ( mettre photo )

5. Etude de la plaque signalétique Mettre photo Mettre résultat calcul

6. Pourquoi prendre un moteur universel ? Dans le domaine de la grande série, tel que la fabrication des robots ménagers, le moteur universel occupe une position dominante surtout en courant alternatif comme ici. Ce type de moteur d'atteindre facilement des vitesses élevées et permet avec une grande facilité de changer de vitesse. Son très faible encombrement ainsi que son faible coût sont devenus des arguments de déterminants et de taille.

7. Un moteur avec des inconvénients ? Malgré de nombreux avantages qui pourraient paraître une évidence de son utilisation certains, dû à son faible coût par exemple, reste une gros problèmes. L'usures des balais sont très visible, elle est causé par la grandes vitesses de frottement et à l'échauffement de ceux-ci. Ses moteurs ont un mauvais rendement de 20% à 40% : sa suissance absorbée (celle qui est délivrée au moteur par le système d'alimentation électrique) est beaucoupp plus grande que sa puissance utile (celle qui est transmise par le moteur à l'appareillage qu'il entraîne).


Etude du variateur de vitesse 1. PĂŠsentatation du variateur de vitesse


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