Variateur de vitesse pour moteur à courant continu

Variateur de vitesse pour moteur à courant continu

Voici le schéma du plus simple variateur de vitesse pour moteur à courant continu : trois composants suffisent !

 Montage ultra simple du variateur de vitesse pour moteur à courant continu

Ce montage correspond au schéma suivant :

Schéma ultra simple du variateur de vitesse

Ce variateur s'adapte aux petits moteurs à courant continu 6V, 12V, 24V etc. Le potentiomètre permet de régler la vitesse de rotation de 0% à presque 100%. Il manquera toujours 1.5V environ de perte dans le transistor Darlington. Ceci n'est pas gênant sur des moteurs 12V ou 24V. Pour les plus faibles tensions, il faudra s'en accommoder : la variateur permettra d'aller par exemple de 0% à 80% de la vitesse de rotation.

Fonctionnement du variateur de vitesse

Le principe de ce variateur repose sur un transistor ballast. Le potentiomètre crée la tension de 0% à 100% de la tension d'entrée et le transistor amplifie le courant issu du potentiomètre (= courant qui rentre dans la base de T1). Il faut utiliser un Darlington. T1 dissipe la différence des tensions d'entrée et de sortie multipliée par le courant qui le traverse. Si le moteur à courant continu fait quelques Watts ou plus, il faut absolument un radiateur pour le transistor du variateur.

La tension de sortie du variateur est environ proportionnelle à la tension d'entrée.

Le condensateur 100uF sert à stabiliser la tension de sortie et éviter d'éventuelles surtensions liées au moteur à courant continu.

Courant max dans le Darlington choisi:

TIP120 ou TIP122 : 5A

TIP142 : 10A

BDW42 : 15A

Il faut prendre une marge pour supporter un éventuel blocage du moteur.

Le potentiomètre peut aussi avoir une valeur de 22k ou 4.7k.

Si on souhaite isoler le radiateur du collecteur (+ de l'alimentation : batterie, +12V d'alimentation, etc), il faut insérer un mica ou un silicone entre le radiateur et le transistor et mettre une rondelle canon isolante près de la vis.

Transistor du variateur de vitesse : le montage

Exemple de montage

Le transistor chauffe le plus quand on est à la moitié de la vitesse maximum. Si le radiateur devient rapidement brulant, il faut en choisir un plus grand. Si le radiateur reste toujours froid ou à peine tiède, on pourra se contenter d'un radiateur plus petit ou même supprimer le radiateur.

Sans radiateur, un boitier TO220 peut dissiper 1.8W (il atteint alors 150°C) et un boitier TO247 peut dissiper 3.5W (il atteint alors 150°C)

On peut facilement régler la vitesse d'un ventilateur 12V ou 24V pour le rendre moins bruyant.

Avantage de ce variateur de vitesse

- ultra simple

- ultra économique

- ultra rapide à réaliser, sans circuit imprimé

- universel : adaptable jusqu'à 24V en entrée

- peut graduer l'intensité d'une petite ampoule 6V ou 12V alimentée par pile ou batterie

Limites de ce variateur de vitesse

- dissipateur nécessaire pour moteurs de plus de quelques Watts

- contrôle pas très précis de la vitesse de rotation du moteur

- pas de protection contre les courts-circuits en sortie