Gabarits pour petits moteurs

Pour le gabarit (ou moule) de bobine d'un petit moteur monophasé à spire de Fraegger (ci-dessus) le professionnel utilise un gabarit (appelé noyau ) découpé dans de la plaque fibre d'une épaisseur de 8, ou10, ou 12mm suivant l'encombrement de la bobine et dont les dimensions correspondent à la mesure de l'empreinte de la bobine.

Le noyau est donc un rectangle dont la longueur correspond à la longueur des tôles magnétiques +8mm (donc 4mm de plus de chaque côté des tôles) et la largeur à celle de la largeur entre les 2 encoches. Les mesures sont prises au pied à coulisse pour être au mm près car dans ce genre de petit moteur chaque mm compte.

Ce noyau comporte 2 encoches de chaque côté pour permettre d'insérer un petit fil émaillé afin de pouvoir maintenir le "tas" de fil lors du démontage et d'un trou centré pour passer une tige filetée de 8 ou 10.

Les quatre côtés de la tranche sont détalonnés en oblique et les 4 angles arrondis.

Ce noyau est plaqué de 2 joues ajourées pour permettre de passer un lien qui va tenir le paquet de fils lors du démontage. Pour le professionnel les joues sont rondes et faites au tour afin de pouvoir utiliser plusieurs noyaux de dimensions différentes.

A noter : Les angles sur lequel les joues vont se plaquer doivent être vifs afin qu'au serrage des joues il n'y ait aucun vide, empêchant ainsi en cas de fil très fin que des spires viennent se coincer entre la joue et le noyau.

Pour le bricoleur le noyau peut être en contreplaque de 10, 12, ou 15mm suivant l'épaisseur de la bobine.

Les joues seront taillées en rectangle dans du contreplaqué de 5mm et d'une largeur et longueur débordand afin de former une gorge de 12 à 15mm ou plus suivant l'épaisseur de la bobine.

Attention : que ce soit des joues rondes ou rectangulaires tous les angles devront être arrondis au papier de verre fin afin qu'ils n'accrochent pas lors de l'enroulement du fil émaillé.

Le tout (Joues et noyau) est serré sur une tige filetée de 8 ou 10 suivant le montage sur une machine ou en manivelle sur un support.

GABARITS POUR PETITS ET MOYENS MOTEURS ASYNCHRONES

Pour les petits et moyens moteurs asynchrones peu importe le nombre de phase, contrairement aux monophasés à spire de fraegger, on ne peut pas prendre les dimensions des bobines au pied à coulisse ou autre instrument de mesure.

La solution est de faire prendre le contour de la bobine directement sur le stator avec un fil de cuivre de 71/100 (en fait le diamètre du fil n'a que peu d'importance ce qui compte c'est qu'il ne soit pas trop fin pour garder la forme). Le fil est épissuré pour pouvoir en mesurer la longueur, la largeur et le périmètre du rectangle ainsi formé. (voir la vidéo ci-dessous)

A ce stade le professionnel reporte directement l'empreinte du fil en rectangle sur le gabarit à longueur variable.

Pou le débutant, 2 solutions sont possibles.

Solution 1 pour simple bobine à 1 section

On a besoin :

-d'un contreplaqué de 10mm ou 12mm suivant la dimension de la bobine

- 4 vis à bois

- 4 entretoises

- 4 rondelles

Lorsque l'on a une ou plusieurs bobines à 1section à faire il est inutile de faire compliqué.

Sur un contreplaqué de 10mm il suffit de tracer le rectangle aux dimensions trouvées en prenant le gabarit (voir vidéo ci-dessus), visser 1 vis à bois avec entretoise et rondelle aux quatre coins du rectangle tracé et recouper le contreplaqué avec un trou au milieu pour passer une tige filetée et 2 encoches pour pour pouvoir passer un fil de ligature.

Résultat :

Les entroises sont de 10mm d'épaisseur et pour une bobine plus conséquente il suffirait de mettre des entretoises plus épaisses avec des rondelles plus grandes.

Une fois la bobine faite avec 90 tours de 56/100 :

Solution 2 avec noyau pour bobine à 1 section

NOYAU TOURNE

Il est certain que faire un noyau rond pour qui possède un tour est beaucoup plus facile mais il est impensable de faire une bobine totalement ronde qu'il faudrait ensuite reformer en partie droite pour passer la fente d'encoche et en augmenter ainsi la difficulté.

Il est aussi tentant de prendre modèle des gabarits professionnels mais je le déconseille aux débutants car la difficulté n'est pas d'enrouler du fil sur un gabarit mais celle d'enfiler et surtout former ensuite la bobine dans le stator et là cela peut devenir la galère et donc si la bobine est préformée cela devient plus facile pour l'amateur.

NOYAU RECTANGULAIRE

Le principe du gabarit à noyau est le même que pour l'article des gabarits pour moteurs monophasé à spire de freagger, sauf que les dimensions sont plus importantes.

Après avoir pris l'empreinte avec un fil émaillé pas trop fin afin d'avoir une certaine rigidité(voir vidéo ci dessus), il suffit de reprendre les dimensions du rectangle pour les reporter à celles du noyau à faire.

ATTENTION très important pour éviter les pièges :

L'empreinte de la bobine formée par le fil peut ne pas être un rectangle parfait et ressembler plutôt à un trapèze.

Cela n'a que peu d'importance car les bobines sont maléables à volonté et donc la principale dimension à prendre en compte c'est surtout celle du périmètre. Cela est d'autant plus important à savoir que par exemple si pour un moteur 2 pôles ou les bobines sont très longues on risque d'avoir le rectangle trop large et ne pas pouvoir l'insérer par rapport au diamètre du stator et on est donc obligé de diminuer la largeur en augmentant la longueur.

Si une bobine a été concue trop longue il est toujours possible de rectifier les dimensions du noyau. Si elle a été concue trop courte le noyau est à refaire plus grand et dans ce cas là il faut toujours reprendre l'empreinte avec le fil.

Dans les 2 cas c'est autant de fil émaillé à mettre au vieux cuivre, d'où l'importance à prendre grand dsoin à concevoir le noyau du gabarit..

Matériau du noyau

Il peut être en n'importe quoi : bois, fibre, plastic, ou métal à condition que tous les angles soient arrondis et la surface polie ,de sorte qu'il n'y ait aucune aspérité d'accrochage qui risquerait de blesser le fil émaillé.

Dimensions du noyau

(en reprenant les dimensions de l'empreinte en fil de cuivre assez rigide dont il est question dans la vidéo).

Le rectangle du fil de cuivre a sa largeur de 65mm, et il a été mesuré une longueur totale de 330mm (périmètre) et cette dimension c'est la plus importante à prendre en compte.

Donc si le périmètre total est de 330mm la longueur sera de (330-(2*65))/2=100mm.

A cause des arrondis la longueur devra être de 105mm par sécurité car il vaut mieux une bobine un plus longue qu'un peu plus courte.

Le noyau sera donc de 65mm x 105mm

Pour l'épaisseur c'est moins important et si le moteur fait 2,2kw avec 36 encoches 10mm est suffisant, si c'est un 24 encoches comme le volume de fil est plus important l'épaisseur devra être de 12mm.

Les 4 côtés plats de la tranche (là ou va s'enrouler le fil) doivent être détalonnés en oblique de 1mm, cela pour faciliter l'extraction de la bobine

Une fois le noyau terminé on fait un essai de passer l'empreinte de cuivre tout autour pour vérification de la justesse de la longueur périmétrale, et au besoin si c'est trop long il est toujours possible d'arrondir un peu plus les angles, si c'est trop court le noyau est à refaire, c'est pourquoi je conseille de faire toujours un peu plus grand car on peut toujours rapper ensuite.

Joues

Pour contenir les fils le noyau est plaqué d'une joue de chaque côté. Chaque joue est en contreplaqué de 5mm ou tout autre matériau fin dont tous les angles seront arrondis et qui plaque sans déformation sur le noyau car si peu qu'il y a déformation cela reste un coin d'accrochage pour le fil émaillé lors de son enroulement.

La joue doit avoir une dimensions supérieure au noyau de sorte à former une gorge d'au moins 12mm de profondeur. Il faut savoir qu'il y a risque d'accrochage du fil émaillé (et don blessure) lorsque la gorge est trop profonde surtout si l'ensemble n'est pas bien centré.

Pour assurer un bon blocage des joues au dessus de 80mm de longueur de noyau il est conseillé d'ajouter des tige filetées (Ø4 ou 5 ou 6) avec écrous et rondelles (ne pas oublier que le tout doit être démontable pour sortir la bobine.

GABARIT pour bobines à plusieurs sections

Bobines à sections égales

Il n'y a aucune difficulté de réalisation puisqu'il suffit de faire autant de noyau avec joues que de sections de bobines, le tout empilé.

Bobines à sections concentriques

Lorsque l'on a pris la mesure pour la première section, on pourrait faire de même pour la deuxième, la troisième ect.. mais la tolérance est telle que la mesure se fait au pied à coulisse. Celle -ci se prend au milieu de la dent entre 2 bord de même côté.

Pour le stator la dimension est ici de 8,25mm

La valeur arrondie est à retenir pour 8,5mm (toujours plus, jamais moins)

Le noyau de la deuxième section aura donc 8,5mm de plus par côté soir 17mm de plus en largeur et 17mm de plus en longueur.

Pour le moteur en exemple la largeur sera donc de 65+8,5+8,5=82mm, la longueur sera de 105+8,5+8,5=122mm

Si la bobine possède 3 sections, le noyau de cette section aura 17mm de plus que le noyau précédent. ect ....

Les dimensions des joues devront être calculées en conséquence.

Pour l'amateur qui veut rebobiner un moteur la précision des mesures développées ici est suffisante car il n'est pas tenu compte du remplissage d'encoche, et là seul un professionnel peut en juger et grâce à sa panoplie de gabarits de dimensions variées il adaptera à la circonstance.