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La résistance d'induit est l'un des paramètres clés d'un moteur à courant continu. Sa valeur influence directement le calcul des pertes cuivre du moteur, l'analyse des performances de démarrage et le diagnostic des défauts (courts-circuits, vieillissement, etc.) des enroulements d'induit. Une mesure précise de la résistance d'induit nécessite de suivre une procédure spécifique tout en évitant les facteurs perturbateurs. Les méthodes spécifiques et les points clés à retenir sont les suivants :
1. Travaux préparatoires avant la mesure
- Sélection d'équipements et d'outils
Il est nécessaire de préparer un pont de Wheatstone à double bras (CC) d'une classe de précision ≥ 0,5 ou un multimètre numérique de haute précision (avec une résistance interne ≥ 10 MΩ). Le premier est plus adapté à la mesure de la résistance d'induit de faible valeur (généralement de l'ordre du milliohm à l'ohm) et permet d'éliminer efficacement l'influence de la résistance de câblage et de contact. Prévoyez également des gants isolants, des tournevis, du papier de verre (pour nettoyer les borniers) et le schéma du moteur (pour identifier la position des fils de l'induit).
- Confirmation de l'état du moteur
Avant la mesure, le moteur doit être complètement arrêté, toutes les alimentations (y compris celles de l'induit et de l'excitation) doivent être coupées et les composants de stockage d'énergie, tels que les condensateurs, doivent être déchargés afin d'éviter tout risque de choc électrique. Laissez le moteur refroidir à température ambiante (généralement après un arrêt de plus d'une heure) afin d'éviter que la valeur de résistance n'augmente sous l'effet de la température (la résistance des métaux augmente avec la température, et le coefficient de température du cuivre est d'environ 0,004/°C).
2. Méthode de mesure du noyau : méthode du pont à double bras CC (recommandée)
- Opération de câblage
Consultez le schéma du moteur pour identifier les deux bornes de l'enroulement d'induit (généralement indiquées par « Induit + » et « Induit - »). Utilisez du papier de verre pour nettoyer la couche d'oxyde et les taches d'huile à la surface des bornes afin d'assurer un bon contact. Connectez les bornes de courant (I1 et I2) du pont CC à deux bras aux deux extrémités de l'induit, et connectez les bornes de tension (U1 et U2) en parallèle sur la face interne des bornes de courant (en respectant le principe de proximité des bornes de tension avec la résistance mesurée afin d'éviter d'inclure la résistance du câblage dans la valeur mesurée).
- Étapes de mesure
Mettez le pont sous tension, ajustez le bras de rapport du pont (sélectionnez-le en fonction de la valeur estimée de la résistance d'induit ; par exemple, si la résistance estimée est de 5 Ω, un rapport de 10 Ω peut être sélectionné) et le bras de comparaison, puis observez la déviation de l'aiguille du galvanomètre. Lorsque l'aiguille revient à zéro ou se situe dans la plage d'erreur admissible (généralement ± 0,5 %), enregistrez le coefficient du bras de rapport (K) et la valeur du bras de comparaison (R0), puis calculez la valeur réelle de la résistance d'induit selon la formule. Ra = K × R0.
Pour améliorer la précision, la mesure doit être répétée 3 fois et la valeur moyenne doit être considérée comme résultat final (plusieurs mesures peuvent compenser les erreurs accidentelles, telles que les fluctuations de résistance au moment du contact).
3. Facteurs interférents courants et mesures d'évitement
- Influence de la température
Après le fonctionnement de l'enroulement d'induit, sa température augmente, ce qui entraîne une augmentation de la résistance (par exemple, lorsque le moteur fonctionne à 80 °C, la résistance de l'enroulement en cuivre est environ 22 % supérieure à celle à 25 °C à température ambiante). Pour mesurer la résistance à froid (état de référence), le moteur doit être arrêté et refroidi à température ambiante. Pour mesurer la résistance à chaud (pour analyser les pertes de fonctionnement), la mesure doit être effectuée dans les 10 minutes suivant l'arrêt du moteur et la température de l'enroulement à ce moment doit être enregistrée afin de faciliter la correction ultérieure des données.
- Flux magnétique résiduel et force électromotrice induite
Après l'arrêt d'un moteur à courant continu à excitation séparée ou shunt, l'enroulement d'excitation peut présenter un flux magnétique résiduel. La rotation de l'induit induit une force électromotrice (similaire à celle d'un générateur), ce qui perturbe la mesure du pont. Méthode d'évitement : avant la mesure, court-circuitez les deux extrémités de l'induit avec un fil et faites tourner manuellement l'arbre moteur 3 à 5 fois pour libérer la force électromotrice résiduelle induite. Si l'interférence persiste, débranchez le câblage de l'enroulement d'excitation pour éliminer l'influence du flux magnétique résiduel.
- Câblage et résistance de contact
Si un multimètre ordinaire (mesure à un seul bras) est utilisé, la résistance du câblage (résistance du fil, résistance des bornes) peut représenter une part importante (par exemple, si la résistance d'induit est de 1 Ω et celle du câblage de 0,1 Ω, l'erreur atteint 10 %). Par conséquent, un pont à deux bras doit être utilisé pour mesurer la résistance d'induit à faible résistance. Lors de la mesure, assurez-vous que la section du fil est ≥ 1,5 mm² (pour réduire la résistance du fil) et serrez les bornes avec un tournevis pour éviter toute connexion virtuelle.
4. Analyse des données et application après la mesure
- Comparaison et jugement des données
Comparez la valeur de résistance d'induit mesurée avec la valeur standard indiquée dans le manuel d'usine du moteur : si la valeur réelle est supérieure de plus de 15 % à la valeur standard, cela peut être dû au vieillissement de l'enroulement d'induit (oxydation du fil, carbonisation de la couche isolante) ou à un court-circuit entre spires (une partie de l'enroulement est connectée, ce qui entraîne une diminution de la résistance totale, qui doit être évaluée conjointement avec d'autres tests). Si la valeur réelle est inférieure, il est nécessaire de vérifier l'absence de court-circuit entre spires dans l'enroulement (un mégohmmètre peut être utilisé pour mesurer la résistance d'isolement de l'enroulement à des fins d'évaluation auxiliaire).
- Scénarios d'application pratique
La valeur précise de la résistance d'induit permet de calculer le courant de démarrage du moteur (selon la formule Ist = U/Ra, où U est la tension d'induit) afin de déterminer si le démarreur est adapté. Elle permet également de calculer les pertes cuivre (Pcu = Ia²Ra, où Ia est le courant d'induit) afin d'optimiser le rendement énergétique du moteur (si les pertes cuivre sont trop importantes, il est nécessaire de vérifier si le bobinage présente un échauffement anormal).
En conclusion, la mesure précise de la résistance d'induit d'un moteur à courant continu nécessite le choix d'outils appropriés, la maîtrise des conditions environnementales, l'élimination des facteurs perturbateurs et la combinaison de mesures multiples avec comparaison des données. C'est la seule façon de disposer d'une base fiable pour la maintenance et l'optimisation des performances du moteur, et d'éviter les erreurs de maintenance ou les pannes d'équipement dues à une mauvaise estimation des paramètres.
