Bobines d'excitation du démarreur

Les bobines de champ du démarreur sont des pièces remplaçables que l'on trouve dans certains moteurs de démarreur. Avec l'armature du démarreur, les bobines produisent la rotation qui fait tourner et démarrer le moteur. Nous avons élaboré ce guide pour vous aider à comprendre les bobines d'excitation de démarreur, leur fonctionnement, leur composition, leur câblage et bien d'autres choses encore.

Définition de la bobine d'excitation du démarreur

Les bobines de champ du démarreur sont des enroulements de fil magnétique qui entourent l'armature du moteur de démarrage d'une voiture. Il s'agit essentiellement d'électro-aimants qui génèrent champs magnétiques pour faire tourner l'armature. La rotation se produit lorsque le courant circule dans les bobines des deux ensembles.

Dans un moteur de démarrage de véhicule typique, les bobines d'excitation sont maintenues dans le cadre d'excitation. Elles travaillent ensemble avec des noyaux de fer (également appelés "chaussures polaires") pour produire suffisamment de force pour faire tourner le moteur. Dans un démarreur, les bobines d'excitation et leurs noyaux laissent un jeu juste suffisant pour permettre à l'induit de tourner sans entrave.

Construction de la bobine d'excitation du démarreur

Pour fabriquer les bobines d'excitation, les fabricants de démarreurs enroulent un grand nombre de tours d'un conducteur. Le conducteur est généralement en cuivre à faible résistance et se présente sous la forme d'un fil ou d'une bande. Pour éviter les courts-circuits, les enroulements sont recouvert d'émail ou du coton. Un ruban isolant est également enroulé autour des bobines pour offrir une protection supplémentaire.

Comme nous l'avons vu, les fabricants de bobines de champ de démarrage utilisent généralement du cuivre pour fabriquer les bobines. Les raisons en sont notamment les suivantes conductivité du cuivre et d'autres propriétés telles que la résistance à la chaleur et à la corrosion. Les bobines sont également fabriquées à la bonne épaisseur pour diminuer la résistance électrique et réduire l'échauffement ohmique.

À l'intérieur du démarreur, les fils de la bobine d'excitation se connectent aux bobines de l'induit de différentes manières. La méthode utilisée dépend de divers facteurs tels que l'application, les performances requises, etc. Chaque configuration de bobine d'excitation a ses avantages et ses inconvénients, comme nous le verrons plus loin dans ce guide. Avant cela, parlons de la fonction de la bobine d'excitation du démarreur dans le moteur et dans l'ensemble de la voiture. système de démarrage.

À quoi sert la bobine d'excitation du démarreur ?

Pour comprendre la fonction des bobines d'excitation, il est nécessaire de connaître le rôle des démarreurs. Un démarreur tourne pour faire démarrer le moteur de votre voiture. Pour ce faire, il s'appuie sur les forces générées par les champs magnétiques.

Les bobines de champ du démarreur ont pour fonction de conduire un courant électrique qui provoque un flux magnétique autour de l'induit du démarreur. L'induit possède également un champ magnétique autour de lui, et l'interaction entre les deux forces fait tourner l'induit mobile.

La bobine d'excitation, qui est la partie fixe, ne suit pas la rotation de l'armature. Au lieu de cela, elle continue à fournir le champ magnétique nécessaire pour que l'armature et l'arbre continuent à tourner.

La fonction de la bobine de champ du démarreur est donc de générer la force magnétique nécessaire pour faire tourner l'induit. Pour ce faire, elle magnétise le noyau et génère un flux magnétique autour des boucles de fil.

Fonctionnement des bobines d'excitation dans un moteur de démarrage

Examinons maintenant le fonctionnement de la bobine d'excitation du démarreur qui conduit à la rotation du moteur. Pour faciliter la compréhension, nous retraçons les événements depuis le moment où le courant entre dans le moteur jusqu'au moment où l'arbre commence à tourner.

• Lorsque le système de démarrage est activé, un circuit met le courant dans le moteur du démarreur. Les balais du moteur conduisent alors le courant vers les enroulements de l'induit par l'intermédiaire de l'enrouleur. collecteur. Les bobines d'excitation sont reliées à la bobine d'induit et sont donc également traversées par le courant.
• Le courant circulant dans les bobines du champ génère un flux magnétique important. La conception et la disposition des bobines produisent un électro-aimant à pôles nord et sud, les sabots polaires contribuant à le renforcer.
• Les bobines de l'induit produisent également un champ magnétique, et la réaction entre son champ magnétique et celui des bobines de l'induit le fait tourner. Le sens de rotation va généralement du côté à forte concentration de lignes de champ magnétique vers le côté à faible intensité.
• Le collecteur inverse constamment le sens du courant dans les bobines, ce qui permet à l'armature de tourner en permanence.
• Le mécanisme d'entraînement du démarreur transfère alors l'énergie de l'arbre en rotation au volant d'inertie. Le moteur se met alors en marche et démarre.

Les performances des bobines de démarrage varient en fonction de différents facteurs tels que

Type et qualité des matériaux

Épaisseur du fil de la bobine

Nombre d'enroulements

Configuration de la bobine

Les ingénieurs veillent à ce que le fonctionnement de la bobine de champ du démarreur décrit ici soit aussi efficace que possible. Pour ce faire, ils utilisent plusieurs méthodes, décrites ci-dessous.

Tout d'abord, ils utilisent des matériaux de haute qualité pour le conducteur, de sorte qu'il offre peu de résistance à l'usure. résistance ohmique à la circulation du courant. La plupart des démarreurs utilisent le cuivre comme conducteur dans les enroulements de la bobine. Ce matériau offre les avantages de la conductivité électrique et d'un faible échauffement ohmique.

Deuxièmement, ils fabriquent le conducteur sous forme de bandes ou de rubans au lieu d'un fil. Cela permet d'assurer une conductivité optimale tout en permettant un nombre maximal de tours de bobine. Les rubans permettent également de concentrer les lignes de champ magnétique pour une plus grande efficacité. couple maximum.

Troisièmement, ils utilisent de nombreux tours du conducteur pour augmenter l'intensité du champ magnétique autour des bobines. En plus des nombreuses spires, plusieurs bobines de champ sont utilisées dans le moteur de démarrage moderne. Cela permet d'augmenter la force de rotation et d'assurer une rotation en douceur.

Une autre façon pour les fabricants d'améliorer l'efficacité des bobines d'excitation est d'utiliser la manière la plus efficace de les connecter au circuit de l'induit. Il existe de nombreuses configurations différentes, chacune convenant à des applications particulières. Voici quelques exemples de la façon dont les bobines d'excitation sont câblées dans les démarreurs actuels.

Configurations de la bobine d'excitation du démarreur

Les démarreurs comportent généralement quatre bobines connectées en série à l'induit. Il existe plusieurs autres types de bobines d'excitation pour les moteurs à courant continu. Nous expliquons ici les plus courants, qui sont :

• 2 bobines, connexion parallèle
• 4 bobines, connexion en série
• 4 bobines, connexion en série et en parallèle
• 6 bobines, connexion en série et en parallèle
• 3 bobines, 2 en série et 1 en parallèle

Deux bobines et connexion en parallèle

Deux enroulements sont utilisés et connectés à l'induit en parallèle. Cette méthode permet aux bobines de l'induit et de l'inducteur de recevoir la même tension. Les fils subissent peu de force contre-électromotricece qui signifie que le couple ne change pas, même à des régimes plus élevés.

La configuration à 2 bobines et en parallèle est également équipée de deux patins de pôles supplémentaires, mais sans enroulement de fil. Ceux-ci servent à améliorer le champ magnétique sans consommer de courant, ce qui permet d'obtenir un moteur capable de supporter des charges considérablement élevées.

En raison de leur faible échauffement ohmique, les bobines connectées en parallèle peuvent être épaisses ou avoir un grand diamètre. Mais les bobines produisent également un faible couple. Lorsque cette configuration est utilisée dans un moteur de démarrage, un mécanisme de démarrage à engrenage est également nécessaire. Il permet de compenser la faible force de rotation.

Quatre bobines et connexion en série

Comme nous l'avons déjà indiqué, il s'agit de l'une des configurations de bobines d'excitation de démarreur les plus populaires. Elle comprend quatre bobines et une connexion en série avec l'induit. Cette configuration offre plusieurs avantages, dont la plupart concernent le couple et la capacité de surmonter les charges.

Lorsque les bobines d'excitation sont en série, le même courant circule dans les fils. Cela produit un couple élevé lors du démarrage initial du moteur. Mais il provoque également une force électromotrice contraire dans les bobines. Cette force électromotrice ralentit rapidement le moteur et réduit son couple.

Le couple initial élevé convient parfaitement aux systèmes de démarrage à forte charge. La plupart des démarreurs à faible vitesse et à forte charge sont donc de ce type. Malgré le couple élevé, les démarreurs équipés de ces bobines ne peuvent pas fonctionner longtemps. Ils accélèrent trop rapidement après le démarrage, ce qui peut facilement entraîner des dommages si l'on n'y prend pas garde.

Quatre bobines et connexion combinée série/parallèle

Il se compose de 4 bobines différentes, dont l'une est connectée en série et l'autre en parallèle. La combinaison offre les avantages des différentes méthodes de câblage, augmentant ainsi les performances globales.

Les bobines d'excitation de ce type produisent un flux magnétique beaucoup plus important que celui des bobines doubles et de la connexion en série. Un autre avantage est la vitesse contrôlée qui résulte de la force électromotrice de la partie série des bobines.

Six bobines et connexion combinée série/parallèle

Cette configuration comporte trois paires d'enroulements et des connexions en série et en parallèle. En raison du grand nombre de bobines d'excitation et des différentes méthodes de câblage, cette configuration convient aux démarreurs lourds.

La combinaison série et parallèle offre deux avantages. La partie série des bobines assure un couple élevé pour surmonter les charges importantes. La connexion parallèle, quant à elle, permet de contrôler la vitesse une fois que le moteur a commencé à tourner.

Trois bobines, 2 en série et 1 en parallèle

L'une des bobines est mise à la terre ou shuntée, tandis que les deux autres sont reliées à l'induit en série. Le principal avantage de cette méthode est que la vitesse du moteur peut être contrôlée. La bobine shunt maintenant un courant constant, le moteur n'atteint pas des niveaux de vitesse destructeurs. Les démarreurs ayant ce type de configuration produisent un couple moyen.

FAQ sur les bobines d'excitation des démarreurs

Pour vous aider à mieux comprendre les bobines d'excitation, nous avons dressé une liste des questions les plus fréquemment posées. Elles devraient vous fournir des informations supplémentaires sur ces pièces essentielles du moteur de démarrage.

Q1. Quelles sont les principales différences entre la bobine d'excitation d'un démarreur et les enroulements de l'induit ?

A. Les bobines d'excitation du démarreur sont des ensembles stationnaires, tandis que celles de l'induit peuvent tourner sur leur axe ou avec l'arbre. Les bobines d'excitation sont également fixées au carter du moteur et entourent l'assemblage de l'induit. L'induit est maintenu dans l'axe central du moteur par l'arbre.

2. Tous les démarreurs ont-ils des bobines d'excitation ?

A. Non. Certains, en particulier les types modernes, utilisent des aimants permanents au lieu d'électro-aimants. Un grand nombre de ces moteurs utilisent cependant des bobines d'excitation, ce qui rend ces composants courants sur le marché des pièces détachées automobiles.

Q3. Pourquoi les bobines de champ connectées en série sont-elles souvent plus épaisses que celles des bobines shunt ?

A. Les bobines à enroulement shunt ont une résistance électrique plus faible que les bobines à enroulement parallèle. Elles ne s'échauffent donc pas rapidement, ce qui permet d'utiliser des conducteurs plus fins. Si les bobines connectées en série étaient aussi fines, l'échauffement ohmique qui en résulterait entraînerait des dommages.

Q4. Qu'est-ce que la résistance de la bobine d'excitation ?

A. Il s'agit de la résistance ohmique des bobines de champ au passage du courant. La résistance est généralement spécifiée dans le manuel et peut être utilisée pour tester une bobine endommagée dont la résistance a changé.

Q5. Quelle est la cause de l'endommagement des bobines d'excitation du démarreur ?

A. Il y a plusieurs raisons à cela. Les plus courantes sont la dégradation des enroulements due à l'usure et à la corrosion, la fonte des bobines due à la surchauffe et la mise à la terre due à un isolant dénudé. La poussière des balais de carbone peut également constituer un chemin pour les électrons et mettre à la terre les enroulements de la bobine.

Q6. Les bobines de champ du démarreur endommagées peuvent-elles être réparées ?

A. Oui, il est possible de réparer des bobines de champ défectueuses. De nombreux automobilistes optent pour le rebobinage des bobines de champ afin d'éliminer les bobines fondues ou celles dont l'isolation est fortement dénudée. Le rebobinage des bobines peut être effectué dans un atelier de réparation ou par un bricoleur à l'aide d'une machine à bobiner les bobines de champ. L'enroulement des bobines avec du ruban adhésif peut être une solution pour les bobines exposées et non endommagées.

Q7. En quoi consiste le test des bobines d'excitation du démarreur ?

A. Un ohmmètre est utilisé pour mesurer la résistance de la bobine et détecter les dommages. Les deux problèmes sont connectés à l'une ou l'autre des bornes de la bobine et les relevés sont effectués. Une résistance élevée indique des enroulements fondus et un circuit déconnecté, tandis qu'une lecture presque nulle ou une continuité indique une bobine court-circuitée. Diverses formes de dommages, telles que la dégradation de l'isolation, peuvent être détectées à l'œil nu.

Q8. Quel est le prix de la bobine de champ du démarreur ?

A. Le coût varie et tourne autour de $50 pour la plupart des bobines de champ. Quelques-unes sont vendues à un prix inférieur, tandis que d'autres se vendent jusqu'à une centaine de dollars ou plus. Les différences de prix résultent des variations de conception, de la qualité des matériaux, de la taille, etc. Il en va de même pour le fabricant, certaines marques de bobines étant plus chères que d'autres.

Q9. Quel est le coût du rebobinage de la bobine d'excitation du démarreur ?

A. Bien que les tarifs varient d'une région à l'autre, les montants se situent entre $200 et $300 pour les moteurs de taille moyenne et plus pour les moteurs plus importants. Les rebobineurs de moteurs ont généralement besoin des spécifications des anciennes bobines, alors assurez-vous de les avoir à portée de main.

Conclusion

Les bobines d'excitation du moteur de démarrage sont l'une des pièces les plus cruciales du système de démarrage d'une voiture. En produisant la force nécessaire pour faire tourner l'induit, les bobines remplissent une fonction importante. Elles présentent également différentes caractéristiques, y compris des méthodes de câblage. Comprendre le fonctionnement et les bobines d'excitation peut vous aider à mieux entretenir le démarreur de votre voiture. Et à acheter les bonnes bobines, en tant que vendeur de pièces détachées ou propriétaire d'une voiture.