Comprendre
Moteur de platine : pourquoi 90° ne suffit pas
Les moteurs des platines Transrotor sont des moteurs synchrones à deux enroulements. Pour qu'ils tournent rond, on les alimente avec deux tensions sinusoïdales de même fréquence, décalées de 90° l'une par rapport à l'autre. C'est la règle qu'on trouve partout. Elle est juste, mais elle suppose un moteur parfait, et ça n'existe pas.
Pourquoi deux enroulements ?
Un moteur synchrone a besoin d'un champ magnétique qui tourne : le rotor s'y accroche et le suit à la même vitesse. Un seul enroulement alimenté en alternatif ne crée pas ce champ. Il en crée un qui pulse sur place et s'inverse à chaque demi-période, ce qui revient à deux champs tournants de même taille, partis en sens opposés. Le rotor s'accroche à l'un, l'autre le freine. Le moteur démarre mal, quand il démarre.
Le second enroulement règle le problème. On le place à 90° du premier autour du rotor (90° électriques ; sur un moteur à plusieurs paires de pôles l'angle mécanique est plus petit, mais le raisonnement reste le même). Si on lui envoie un courant décalé d'un quart de période, les deux champs pulsants se combinent en un seul, d'amplitude constante, qui tourne. 90° dans l'espace, 90° dans le temps : c'est de là que vient le chiffre.
Sur un moteur branché au secteur, le décalage vient en général d'un condensateur placé en série avec l'un des enroulements. Avec une alimentation électronique à deux voies, on le calcule : une sinusoïde, et la même, décalée d'un quart de période.
Quand l'angle n'est pas exact
Si le décalage n'est pas exactement de 90°, ou si les deux courants n'ont pas la même amplitude, le champ n'est plus un cercle mais une ellipse. Une ellipse se décompose en un champ circulaire qui tourne dans le bon sens, plus un champ plus faible qui tourne à l'envers. Le premier entraîne le rotor. Le second passe devant lui à deux fois la vitesse de synchronisme et produit un couple qui oscille à deux fois la fréquence d'alimentation.
Ce couple alternatif ne fait pas avancer le plateau. Il le secoue légèrement, et le courant qui l'a produit a chauffé le moteur sans rien faire d'utile. Un plateau lourd en filtre une bonne partie, mais pas nécessairement tout : une fraction peut se transmettre par la courroie et le palier.
Le 90° théorique n'est pas forcément la réalité du moteur
Le calcul suppose deux enroulements identiques, parfaitement orthogonaux, dans un entrefer régulier. Un moteur réel s'en écarte. Le nombre de spires, la résistance et l'inductance ne sont pas exactement les mêmes d'un enroulement à l'autre, les enroulements ne sont pas bobinés ni placés au micron près, l'entrefer n'est pas rigoureusement constant. Chaque tolérance est minuscule. Ensemble, elles déplacent l'angle qui donnerait un champ parfaitement rond.
L'angle idéal est donc un peu en dessous ou un peu au-dessus de 90°, de quelques degrés. Il n'est pas le même pour deux moteurs du même modèle, et pour un même moteur il peut bouger avec la charge et l'échauffement. Une alimentation dont la phase est figée à 90° convient à un moteur moyen. Elle ne peut pas convenir également à chacun.
À ne pas confondre avec le décalage entre deux moteurs, traité dans l'article sur la synchronisation : ici, il s'agit de la phase entre les deux enroulements d'un même moteur. Sur une platine à deux moteurs, chacun a son propre angle optimal.
Comment trouver le bon angle
On ne le calcule pas, et la plaque du moteur ne l'indique pas. Il faut le chercher : faire varier la phase et observer un indicateur. Le plus accessible est le courant absorbé. À charge égale, le moteur appelle le moins de courant quand son champ est le plus rond, puisqu'aucune part ne sert à fabriquer le champ parasite. Le minimum de courant marque l'angle cherché.
La difficulté, c'est de le mesurer proprement. Entre deux angles voisins, le courant ne varie que de quelques dixièmes de pourcent. Si la mesure ne porte pas sur un nombre entier de périodes, l'erreur de troncature peut dépasser l'effet qu'on cherche.
Une précaution : c'est un indicateur électrique, pas une écoute. Il dit que le moteur travaille proprement, pas ce que l'oreille en pensera.
L'approche d'Isostase
Isostase génère séparément les deux tensions de chaque moteur, avec une phase réglable. Il part de 90°, essaie un angle un peu plus grand puis un peu plus petit, mesure le courant du moteur sur un nombre entier de périodes et se déplace du côté où il baisse. Le pas, d'abord de 2°, passe à 0,7° puis à 0,25° à mesure qu'on approche du minimum ; quand le point trouvé est encadré de valeurs plus hautes, Isostase ajuste une parabole sur les trois mesures pour viser le fond. Par sécurité, l'écart par rapport à 90° est limité à 15° de chaque côté.
Sur une platine à deux moteurs, la recherche se fait moteur par moteur, l'autre étant coupé pendant la mesure ; les deux sont ensuite réglés l'un par rapport à l'autre. La recherche se relance depuis l'écran, par exemple après un changement de moteur.
Les unités de pré-série de la carte sont en cours de mesure et de validation : les courbes de courant en fonction de la phase seront publiées dès les premiers essais.