Pourquoi le moteur de votre outil électrique produit-il des étincelles au niveau du commutateur (attention aux spécificités de l'outil) ?

La plupart des étincelles que vous voyez à travers ces fentes d'aération sont soit parfaitement normales, soit un avertissement silencieux que l'outil est en train de se consumer. L'astuce est simple : observez l'évolution des étincelles en fonction de la charge, de la vitesse et du temps, et vous saurez généralement s'il faut continuer à couper, démonter l'outil ou le mettre au rebut avant qu'il ne fasse cuire l'armature.

Vous connaissez déjà la théorie. Voici ce que disent réellement les étincelles.

Vous savez ce qu'est un moteur universel. Vous savez ce qu'est un commutateur ne. Nous allons donc sauter le manuel et parler de ce que vous voyez réellement lorsque vous appuyez sur la gâchette d'une perceuse, d'une meuleuse, d'une scie, d'une raboteuse ou d'un marteau rotatif.

Un moteur à balais en bonne santé émet une petite lueur orange sur le bord de fuite de chaque balai. À vide, vous pouvez voir une fine ligne de minuscules arcs ; lorsque vous mettez l'outil au travail, ces arcs devraient rester modestes ou même se calmer un peu. Ce type de comportement est appelé “petits arcs normaux au bord de fuite” et est accepté pour les moteurs AC / universels à balais.

Lorsque les étincelles deviennent plus longues, plus brillantes, plus bruyantes, qu'elles commencent à parcourir les 360° du collecteur ou qu'elles s'enflamment sous charge au lieu de se stabiliser, le moteur vous indique que quelque chose ne va pas : les balais, le collecteur, les bobinages, la mécanique ou la façon dont vous utilisez l'outil. Des étincelles excessives ont été associées à plusieurs reprises à des balais usés, à une pression de ressort réduite, à des segments de collecteur rugueux, à de la poussière de carbone dans les fentes ou à des enroulements d'armature court-circuités.

C'est à ce niveau que nous nous arrêterons : ce que signifie le modèle de l'étincelle, outil par outil, et ce qu'il faut faire concrètement à ce sujet.

Étincelles normales ou “ce truc est en train de se manger tout seul”.”

Vous pouvez traiter le collecteur comme un simple indicateur. Vous n'avez pas besoin d'un oscilloscope, mais seulement de vos yeux, de vos oreilles et de votre nez.

Les petites étincelles peu lumineuses qui restent collées au collecteur, peut-être un léger halo dans une pièce sombre, vont généralement dans le seau “continuez à travailler”. Un feu jaune-blanc brillant, surtout s'il s'enroule autour du collecteur et s'accompagne d'une odeur de chaleur, est le signe qu'il faut “arrêter maintenant”. Les arcs électriques intenses et la surchauffe sont également des symptômes clés d'un problème d'étincelles dans les guides universels des moteurs et les tableaux des fabricants de balais.

Pour rester pratique, voici un tableau qui établit un lien entre ce que vous voyez et ce qui se passe probablement à l'intérieur, en fonction de l'outil utilisé.

Vous remarquerez ce qui manque dans ce tableau : nous n'avons pas parlé de “ce qu'est un commutateur”. Vous le savez déjà. Il est plus utile de faire le lien entre le modèle d'étincelle visible et l'abus spécifique que votre perceuse, votre meuleuse ou votre scie a réellement subi.

Outil par outil : comment se déroule habituellement l'étincelage

Différents outils poussent leurs moteurs de différentes manières. La conception du moteur est similaire, mais le profil d'utilisation ne l'est pas.

Perceuses et visseuses

Les perceuses à fil et les marteaux rotatifs SDS passent beaucoup de temps à démarrer et à s'arrêter. L'appel d'air est important, la gâchette est souvent sollicitée, les blocages sont fréquents lorsqu'une mèche se bloque. Les brèves étincelles qui jaillissent au moment où l'outil se bloque et disparaissent dès que vous relâchez la gâchette sont exactement ce à quoi vous vous attendez. Lorsque la perceuse tourne librement et que vous voyez déjà de longues étincelles lécher le collecteur, il ne s'agit plus d'un courant de démarrage, mais d'une usure ou d'un dommage.

Sur les perceuses équipées de déclencheurs à vitesse variable, la combinaison d'une vitesse faible et d'un couple élevé est difficile. Le champ fait son travail, le courant est élevé, la ventilation est mauvaise. Si vous observez les étincelles les plus brillantes lors d'un travail lent à couple élevé, pensez que vous sollicitez à la fois les balais et le collecteur. Une utilisation courte dans cette zone, puis un fonctionnement à pleine vitesse dans l'air pour refroidir, prolongent la durée de vie de l'outil plus que n'importe quelle astuce de nettoyage.

Meuleuses d'angle et outils de tronçonnage

Les meuleuses sont souvent les premiers outils pour lesquels les gens remarquent des étincelles de moteur, principalement parce que l'outil lui-même projette déjà des étincelles de métal à l'avant. Ces étincelles se mélangent et sont ignorées.

À l'intérieur, les meuleuses punissent leurs moteurs. Des cycles d'utilisation longs, une charge élevée quasi-continue, de la poussière fine et des rallonges souvent sous-dimensionnées tirent la tension d'entrée vers le bas. Une tension basse avec une charge mécanique élevée signifie un courant élevé, un champ faible, un angle de commutation large et davantage d'étincelles. Plusieurs articles sur les moteurs indiquent directement que les problèmes de surcharge et de tension sont des causes courantes d'arcs internes.

Lorsqu'un broyeur est en bonne santé, vous verrez une petite lueur orange à travers les évents latéraux, même sous charge. Elle ne doit pas ressembler à un anneau de foudre. Si les étincelles jaillissent soudainement après un changement de balais, pensez à une mauvaise qualité de balais ou à une mauvaise assise avant de blâmer l'armature. Si l'étincelle jaillit après une coupe particulièrement brutale, le disque étant presque bloqué dans l'entaille, soupçonnez que vous avez cuit la pellicule du collecteur ou endommagé quelques tours.

Les meuleuses sont également très sensibles aux vibrations. Un léger jeu des roulements ou une broche tordue se traduit par un faux-rond du collecteur et un rebond des balais, qui se manifeste par des étincelles “en traînées” à un point particulier de la rotation. Les guides de maintenance des machines tournantes soulignent que les collecteurs excentrés et les vibrations de la machine sont des sources classiques de formation d'étincelles et d'endommagement du collecteur.

Scies circulaires et scies à onglets

Ces outils fonctionnent généralement à grande vitesse avec une charge assez constante dans la coupe. Ils ne subissent pas de décrochages constants comme les perceuses, mais ils subissent des chocs lorsque quelqu'un force la lame dans un nœud ou la coince dans un trait de scie.

Si une scie a été souvent surchargée, vous remarquerez parfois des étincelles qui ne sont pas gênantes au ralenti mais qui s'enflamment dès que la lame entre en contact avec le bois. Il s'agit du modèle “sensible à la charge” de la table, qui indique souvent que les balais et le collecteur ont subi suffisamment de cycles de chaleur. Un collecteur usé qui n'est pas tout à fait rond peut ajouter des stries en un seul point, toujours au même endroit à chaque tour, comme sur les meuleuses.

Les scies à onglets, en particulier, sont soumises à des chocs violents avant d'être remises en place. Ce mouvement d'arrêt et de redémarrage est dommageable pour les roulements. Avec l'usure des roulements, le rotor peut se décentrer. Les forums consacrés aux moteurs à courant continu et aux moteurs universels mentionnent souvent des entrefers inégaux et un désalignement magnétique comme facteurs contribuant à la formation d'étincelles excessives dans les balais ; les mêmes principes physiques s'appliquent ici.

Raboteuses, ponceuses et défonceuses

Ces outils tournent souvent à une vitesse proche de la vitesse maximale, avec un couple variable mais généralement modeste. Les problèmes d'étincelles de leur moteur sont souvent plus liés à la poussière qu'à la charge pure.

La poussière fine peut recouvrir le collecteur, se loger entre les barres et s'accumuler dans les chemins conducteurs. Les tableaux de dépannage des balais et des collecteurs mentionnent explicitement la contamination et la poussière comme causes des arcs électriques des balais et de la commutation irrégulière. Si l'outil vit dans du MDF ou de la poussière de béton, il faut s'attendre à ce que les entrailles soient sales bien avant que l'extérieur n'ait l'air mauvais.

Les défonceuses et les défonceuses d'éboutage présentent souvent des étincelles “vacillantes” à des vitesses intermédiaires lorsqu'elles fonctionnent avec un contrôle électronique de la vitesse. Il ne s'agit pas automatiquement d'une défaillance. Mais si le scintillement se transforme en gros arcs lumineux qui se maintiennent même à pleine vitesse, vous avez dépassé le simple comportement de la commande.

Marteaux rotatifs et outils de démolition

Les marteaux rotatifs sollicitent fortement le moteur pendant de longues périodes. Beaucoup d'entre eux se situent juste à la limite du courant raisonnable pour la taille de leur châssis. Un certain nombre d'étincelles sont intégrées dans ce compromis.

La principale chose à observer est le changement au fil du temps. Si vous avez un marteau SDS qui a toujours montré une lueur modeste et régulière et qui, après une session particulièrement longue dans du béton dense, commence à produire des étincelles plus grandes et plus bruyantes avec un soupçon d'odeur d'époxy brûlé, c'est un indice. Des balais usés, des supports mal alignés ou des dommages précoces à l'induit sont autant de causes documentées d'une augmentation des étincelles lorsque le courant de fonctionnement reste élevé pendant de longues périodes.

Qu'est-ce qui a changé à l'intérieur du moteur lorsque l'étincelle a été modifiée ?

Il est utile d'avoir une image mentale approximative de ce qui a réellement changé lorsque les étincelles ont éclaté.

Si les étincelles sont devenues plus longues et plus brillantes juste après le changement de balais, mais seulement en charge, il est probable que vous ayez modifié les propriétés du contact électrique : nouvelle qualité de balais, nouvelle assise, nouvelle pression du ressort. Les guides de brosses signalent régulièrement le mauvais matériau des brosses, une force de ressort inadéquate et une mauvaise assise comme étant des causes courantes d'arcs électriques. Le collecteur lui-même peut être en bon état ; c'est l'interface qui n'est pas satisfaisante.

Si les étincelles sont liées à une seule position angulaire, quelque chose n'est plus géométriquement vrai. Une barre haute, un mica surélevé, un collecteur excentrique ou un rotor décalé. La littérature sur l'entretien des moteurs est directe : les collecteurs excentriques et les vibrations mécaniques figurent en tête de liste des “causes d'étincelles”. On n'y remédie pas en nettoyant davantage. Il faut soit l'usiner, soit remplacer l'induit.

Si les étincelles apparaissent principalement lorsque l'outil est fortement sollicité et qu'elles s'enroulent plus ou moins autour du collecteur, le cuivre interne est probablement trop chaud. L'isolation se détériore, se raccourcit et vous observez maintenant une petite machine à souder à l'arc à l'intérieur. Les sites de réparation et les forums de questions et réponses sont unanimes : lorsque vous voyez un anneau continu d'étincelles autour du collecteur combiné à des points brûlés, l'induit est généralement court-circuité et ne vaut pas la peine de “courir pour voir s'il s'éclaircit”.”

Si les étincelles sont sales, dispersées et accompagnées de suie noire, il s'agit d'une contamination. Il se peut qu'une armature en parfait état soit enfouie dans de la poussière de carbone et des grains abrasifs. La solution consiste souvent à nettoyer et à remplacer les brosses, et non à acheter un nouvel outil.

Quand continuer à utiliser l'outil et quand l'arrêter ?

Vous pouvez prendre la décision sans avoir recours à un tableau sophistiqué, mais il est bon de savoir que ces tableaux existent. Les fabricants de charbon et les spécialistes des moteurs publient des indicateurs de “niveau d'étincelles” (l'indicateur de commutation de Mersen, l'ancien diagramme d'étincelles de Westinghouse) avec des fourchettes acceptables pour un fonctionnement normal des machines à balais. Les guides universels sur les moteurs disent la même chose en termes plus simples : des étincelles petites, faibles et régulières sont acceptables ; des arcs brillants, bruyants et persistants avec de la chaleur et des odeurs ne le sont pas.

Pour les outils électriques, un ensemble de règles raisonnables se présente comme suit, en restant simple :

Si vous ne voyez que de petites étincelles orange qui ne se développent pas dans le cadre d'un travail normal et que l'outil ne chauffe pas et ne dégage pas d'odeur de brûlé, vous pouvez généralement le garder en service en toute sécurité.

Si les étincelles ont récemment augmenté, en particulier après un travail difficile ou un changement de brosse, arrêtez-vous et inspectez avant de remettre l'outil en rotation intensive. Souvent, vous détecterez rapidement un problème de balai ou de collecteur.

Si vous voyez un anneau presque continu d'étincelles brillantes, si vous entendez un grésillement électrique brutal ou si vous sentez une odeur d'isolation brûlée, considérez l'outil comme défectueux jusqu'à ce que vous prouviez le contraire sur le banc d'essai. Un induit qui a déjà commencé à se carboniser ou à brûler des barres est rarement “guéri” ; le fait de le faire fonctionner plus longtemps ne fait qu'endommager plus profondément le collecteur.

Et dans tout environnement contenant des poussières ou des vapeurs inflammables, même ce qui serait une étincelle “normale” dans une perceuse ou une meuleuse peut être le résultat d'un mauvais choix d'outil. Il s'agit d'une décision de conception, et non d'un problème de maintenance.

Les habitudes de banc qui gardent les collecteurs honnêtes

Une fois que l'outil est sur l'établi, la plupart des travaux utiles sont des travaux de base et non des travaux exotiques.

Débranchez-le. Décapez-la jusqu'à ce que vous puissiez voir clairement les deux balais et le collecteur. Soufflez la poussière, mais pas comme si vous essayiez de faire tourner le rotor avec de l'air comprimé ; vous essayez simplement de vous débarrasser de la poudre conductrice et des gravillons. De nombreux guides de réparation recommandent expressément de nettoyer les déchets et la poussière autour des brosses et du collecteur avant de faire des appels plus profonds, car le carbone entre les segments peut à lui seul provoquer des arcs électriques.

Vérifiez la longueur des balais par rapport à la limite fixée par le fabricant ou au moins par rapport au stock neuf. Les articles sur le remplacement des balais soulignent qu'une fois que les balais ont dépassé leur limite d'usure, on observe souvent des étincelles, une perte de puissance et une odeur de brûlé bien avant qu'ils ne disparaissent littéralement. Confirmez que les ressorts poussent encore avec une certaine autorité et que le balai peut se déplacer librement dans son support.

Examinez attentivement le collecteur. Vous ne recherchez pas la brillance, mais l'uniformité. La couleur est uniforme, la hauteur des barres est uniforme, il n'y a pas de méplats évidents, pas de segments surélevés, pas de taches bleues ou noircies. Les “guides d'état des collecteurs” détaillés de Helwig et d'autres montrent exactement comment les problèmes commencent par une décoloration subtile, puis évoluent vers des barres d'aspect différent et enfin vers de véritables dommages mécaniques.

Si vous disposez de l'outillage nécessaire et que le travail le justifie, vous pouvez découper le mica, réusiner un collecteur légèrement rugueux et installer correctement de nouveaux balais. S'il s'agit d'une perceuse domestique bon marché, la solution la plus honnête consiste souvent à remplacer l'induit ou l'outil entier plutôt que d'essayer de réusiner un collecteur très endommagé.

Dernière réflexion : traiter les étincelles comme un diagnostic et non comme un drame

Les étincelles au niveau du collecteur ne sont pas là pour vous effrayer. Elles sont simplement la preuve visible de la qualité du courant commuté par le moteur à ce moment-là.

Si vous vous habituez à les observer, sur plusieurs outils et au fil du temps, vous commencez à reconnaître des schémas. Halo normal dans une meuleuse non chargée. Légère traînée après un accident de rabotage. Anneau de feu soudain après que quelqu'un a bloqué une scie dans un nœud. Chaque schéma correspond à une histoire mécanique ou électrique à l'intérieur de l'outil.

Une fois que vous lisez ces histoires de manière fiable, vous arrêtez de deviner. Vous arrêtez de mettre des outils au rebut trop tôt. Et vous arrêtez également de faire fonctionner ceux qui font tranquillement cuire leurs armatures jusqu'à ce que mort s'ensuive. Les étincelles n'ont pas changé ; seule la quantité d'informations utiles que vous en tirez a changé.