Il ne faut pas beaucoup de temps pour tester et réparer des chargeurs de batteries, à condition de disposer de l'équipement et des outils appropriés et de bien comprendre les procédures d'essai.
Testeur d'entrée à limitation de courant
Avant de tester un chargeur de batteries, branchez-le sur une prise à limitation de courant afin d'éviter de faire fondre les fusibles en cas de court-circuit. Un tel banc d'essai d'entrée à limitation de courant peut être réalisé en suivant le schéma de câblage de la Figure 1-1.
CB1 est un disjoncteur à réarmement manuel de 20 ampères de type rapide ; F1 est un fusible de 20 ampères ; SW2 et SW4 sont des interrupteurs à bascule SPST calibrés à 15 ampères sous 115 volts chacun ; les ampoules R2 et R3 sont des lampes chauffantes à infrarouge de 250 watts et 115 volts (un seul élément chauffant conique de 550-600 watts peut être utilisé) ; R1 est une ampoule de 100 watts et 115 volts ; V est un voltmètre 0-150 V.C.A. ; A est un ampèremètre 0-15 ampères ; SW3 est un interrupteur de shuntage d'ampèremètre calibré à 15 ampères sous 115 volts, à contacts normalement fermés qui doivent être maintenus ouverts pour lire l'ampèremètre A. La prise de courant REC est une prise avec mise à la terre en "U" permettant de brancher le cordon C.A. du chargeur, ou de brancher le cordon d'essai TC. Le cordon d'essai TC est un cordon à 2 conducteurs muni de deux petites pinces crocodile isolées permettant de tester séparément transformateurs, minuteries et moteurs.
L'interrupteur SW2 est représenté en position "in", ce qui signifie que seule la lampe à haute résistance R1, ou bien R1, R2 et R3, se trouvent dans le circuit en parallèle. La position "out" de l'interrupteur SW2 signifie que toute la résistance est court-circuitée hors du circuit et que la pleine tension est appliquée directement à la prise REC.
L'interrupteur SW4 est représenté en position "H", ce qui indique que la lampe à haute résistance R1 n'est dans le circuit que si l'interrupteur SW2 est en position "in". L'interrupteur SW4 en position "L" signifie que la faible résistance, constituée des lampes R1, R2 et R3 en parallèle, est dans le circuit, si l'interrupteur SW2 est en position "in".
Avant de brancher le chargeur sur la prise, placez l'interrupteur SW2 en position "in" et l'interrupteur SW4 soit en position "H" pour tester les petits chargeurs, les minuteries et les moteurs, soit en position "L" pour tester des chargeurs plus importants.
Branchez le chargeur mais ne raccordez pas les câbles C.C. à la batterie et ne les laissez pas se toucher. Mettez le chargeur en marche, parcourez toutes les positions de régime et de sélection de batterie et surveillez le voltmètre V. La tension tombera à zéro ou presque s'il existe un court-circuit
en un point quelconque du circuit primaire ou secondaire. Si la tension ne chute pas du tout, il y a un circuit ouvert dans le circuit primaire ou dans le cordon secteur. S'il n'y a ni court-circuit ni circuit ouvert, le voltmètre indiquera une valeur quelconque inférieure à la tension du réseau, pouvant descendre jusqu'à 30 volts pour les chargeurs les plus importants dont le courant primaire normal est de 10 à 15 ampères.
S'il n'y a pas de court-circuit, placez l'interrupteur SW2 en position "out", raccordez les câbles de batterie à la batterie et procédez à l'essai du chargeur. Pour lire les ampères absorbés par le chargeur, appuyez sur l'interrupteur SW3 et lisez l'ampèremètre A.
Le circuit de la Figure 1-1 peut être assemblé et monté sur un panneau de type "bread board" ou intégré dans une armoire métallique bien ventilée. Toutes les pièces se trouvent facilement sur place, chez les distributeurs de matériel électrique.
Ce testeur d'entrée peut rester raccordé en permanence à la ligne C.A. pour surveiller la tension du réseau si on le souhaite.
Voltmètre-ohmmètre
Un voltmètre-ohmmètre est un équipement indispensable, mais il n'a pas besoin d'être aussi élaboré ni aussi sensible que celui exigé pour le dépannage radio ou télévision. Il doit toutefois être aussi précis que possible. Les gammes importantes doivent comprendre :
- Volts C.C. 2,5-10-50-250
- Volts C.A. 2,5-10-50-250-1000
- Ohms 1-10-100-10K-100K
Un voltmètre-ohmmètre satisfaisant à ces exigences est le Simpson 260 Series 5, disponible dans de nombreux magasins de matériel électrique.
Analyseur de condensateurs
Un analyseur de condensateurs est précieux pour tester une grande variété de condensateurs utilisés dans les circuits des chargeurs de batteries. Il doit permettre de contrôler les condensateurs à l'huile et au papier ainsi que les condensateurs électrolytiques quant à leur valeur réelle en mfd, leurs fuites et leur facteur de puissance. Les gammes importantes doivent comprendre les condensateurs à l'huile et au papier de 0.001-100 mfd et les condensateurs électrolytiques de 1-1000 mfd. Ces analyseurs se trouvent facilement en kit ou câblés chez différents distributeurs de matériel électrique.
Testeur de redresseurs et de diodes
Un testeur de redresseurs et de diodes fait gagner beaucoup de temps. Il n'existe aucun testeur connu permettant de tester à la fois les diodes et redresseurs de fort courant et les petites diodes de faible courant, ni d'indiquer la polarité des redresseurs, des diodes et des transistors. Pour les redresseurs de fort courant, un appareil pour service intensif est disponible chez les distributeurs de matériel électrique ou peut être acheté chez les fournisseurs de pièces automobiles sous la forme de testeurs de diodes d'alternateur.
Un bon testeur de redresseurs et de diodes peut être réalisé à partir de matériaux faciles à trouver en suivant les détails de la Figure 1-2. Ce testeur permettra de contrôler tous les redresseurs et diodes, ainsi que les transistors de puissance, quant aux circuits ouverts, aux courts-circuits, à la conductivité et à la polarité, et permettra de contrôler la polarité et l'état d'autres composants à semi-conducteurs de faible courant calibrés à 40 m.a. ou plus. Dans la plupart des cas, les redresseurs principaux des chargeurs de batteries peuvent être contrôlés en conductivité, court-circuit et circuit ouvert alors qu'ils sont raccordés dans le circuit, sans déconnecter le transformateur. D'autres petites diodes et transistors devront peut-être être déconnectés pour être testés.
Sur la Figure 1-2, le transformateur T1 peut être n'importe quel transformateur de chargeur de batteries doté d'un secondaire à prises capable de charger à un régime de 6 ampères sous 6 ou 12 volts. La prise primaire de 6 volts et la prise commune servent de deux conducteurs extérieurs. L'interrupteur SW1 est un interrupteur à bascule marche-arrêt SPST calibré à 3-6 ampères sous 115 volts ; l'interrupteur SW2 est un commutateur rotatif à 3 contacts calibré à 6 ampères sous 115 volts servant à étalonner les deux gammes de l'appareil de mesure : la position H pour étalonner les redresseurs et diodes calibrés au-dessus de 5 ampères, et la position L pour étalonner les redresseurs et diodes calibrés au-dessous de 5 ampères. La position T sert à contrôler la conductivité au travers des pointes PR3 et PR4 ; l'interrupteur SW3 est un interrupteur DPDT sans position d'arrêt, calibré à 6 ampères sous 115 volts, utilisé pour sélectionner les gammes de courant fort et faible : la position L concerne les redresseurs calibrés au-dessous de 5 ampères absorbant environ 100 m.a., et la position H les redresseurs calibrés au-dessus de 5 ampères et absorbant environ 5 ampères. Le potentiomètre R1 est une résistance bobinée de 100 ohms et 2 watts à variation linéaire pour la gamme basse au-dessous de 5 ampères. Le potentiomètre R2 est une résistance bobinée de 2 ohms et 50 watts à variation linéaire servant à étalonner la gamme haute au-dessus de 5 ampères. Le potentiomètre R3 est une résistance bobinée de 25 ohms et 1 watt à variation linéaire servant à étalonner les deux gammes. La résistance R4 est une résistance fixe de 20 ohms et 1 watt.
L'appareil V est un voltmètre 6 volts à gamme étendue. Tout voltmètre de testeur de batteries 6 volts peut être utilisé si les résistances R1, R3 et R4 conviennent à l'appareil de remplacement. Un voltmètre à gamme étendue fournit les lectures précises nécessaires pour repérer les redresseurs n'ayant que 80% de conductivité, car ils sont inutilisables dans les chargeurs de batteries. Les condensateurs C1 et C2 sont deux condensateurs électrolytiques de 100 mfd et 25 volts raccordés tête-bêche pour former un ensemble non polarisé, au cas où un redresseur en essai serait raccordé en polarité inverse. La self CH1 est un enroulement primaire de transformateur de 7 ohms provenant d'un chargeur de 6 volts et 4 ampères. La self CH1 et les condensateurs C1 et C2 filtrent la sortie du redresseur, ce qui maintient l'aiguille de l'appareil stable. Les ampoules B3 et B4 sont des ampoules de phare d'automobile numéro 2330 de 6-8 volts dont les filaments sont raccordés en série. Ces ampoules possèdent une collerette qui peut servir à monter et à relier les deux ampoules entre elles, tandis que les filaments de chaque ampoule sont reliés entre eux en soudant le conducteur sur les deux bornes. La diode D4 est une diode au silicium utilisée pour des charges inférieures à 5 ampères et peut être n'importe quelle petite diode calibrée à 750 m.a. et 200 PIV. La diode D3 est une diode pour charges supérieures à 5 ampères et peut être n'importe quelle diode au silicium de 35 ampères et 50 PIV, telle que la Motorola IN1183. Le voyant B5 est une ampoule n° 53, ou toute ampoule de 12-14 volts.
Les conducteurs de chacune des pointes de touche PR3 et PR4 doivent mesurer environ 4 ou 5 pieds de long, ou être assez longs pour aller de l'établi d'essai jusqu'au chargeur de batteries en essai, et peuvent se terminer par des pinces crocodile ou des pointes effilées. Les pointes de touche PR3 et PR4 servent aux essais de conductivité et de qualité sur tous les redresseurs et diodes utilisés dans les circuits des chargeurs de batteries. Bien qu'elles indiquent la polarité, les courts-circuits et les circuits ouverts, les pointes PRI et PR2 conviennent mieux pour déterminer toutes ces conditions à l'exception de la qualité et sont utilisées en premier lors de l'essai des redresseurs et des diodes. Les pointes PR1 et PR2 sont mécaniquement identiques mais câblées différemment, comme le montre la Figure 1-2. Les diodes D1 et D2 sont toutes deux identiques à D4. Les ampoules B1 et B2 sont toutes deux des lampes de type n° 53. Les douilles BB sont identiques et sont du type baïonnette miniature à un seul contact avec support déporté isolé des deux bornes. Une feuille de cuivre découpée comme indiqué en partie A comporte deux languettes à une extrémité qui se replient en collier de câble, et un trou percé à l'extrémité opposée. La partie C est un fil de cuivre n° 12 meulé en pointe à une extrémité et formant un œillet à l'autre pour le montage. Les parties A, BB, C et la cosse à souder F sont maintenues ensemble par une vis mécanique DD de 6-32 X ⅜ pouce et un écrou E de 6-32. Après montage et essai complets, entourez toute la pointe de ruban isolant plastique, à l'exception de la partie en verre de l'ampoule pour pouvoir la voir. Le câble à trois conducteurs, extra
souple, reliant les deux pointes PR1 et PR2 entre elles et au testeur est un câble repéré par un code couleur noir B, vert G et rouge R.
Lors de l'utilisation du testeur de redresseurs, les pointes PR1 et PR2 servent à déterminer la polarité et à signaler les courts-circuits ou les circuits ouverts dans les redresseurs, les diodes et les transistors. Ces pointes indiqueront si les diodes ou les redresseurs fonctionnent ou non, mais pas la qualité de leur conduction. Lorsque les pointes PR1 et PR2 sont placées aux bornes d'un redresseur, d'une diode ou d'une section de transistor capable de supporter 40 m.a. ou plus, quelle que soit la façon dont les pointes sont raccordées aux bornes de l'élément en essai, seule l'ampoule B1 ou B2 associée à la pointe placée sur l'anode de l'élément s'allumera, signalant l'effet redresseur. Si aucune ampoule ne s'allume, l'élément est en circuit ouvert. Si les deux ampoules s'allument, l'élément est en court-circuit. Si les deux ampoules s'allument de façon inégale, il existe une fuite en dérivation, comme cela se produit lors des essais "en circuit", ou bien le redresseur en essai présente une résistance inverse presque aussi faible que sa résistance directe, ce qui suffit à justifier son rejet. Si l'élément en essai est en court-circuit ou en circuit ouvert, ne poursuivez pas l'essai de conductivité avec les pointes PR3 et PR4.
Les pointes PR3 et PR4 permettent de contrôler la conductivité et la qualité des redresseurs, diodes et transistors de puissance capables de supporter 100 m.a. ou plus, et confirment également les courts-circuits ou les circuits ouverts.
Au départ, puis périodiquement, il est nécessaire d'étalonner l'appareil V sur les étalons d'étalonnage intégrés que constituent les diodes D3 et D4. Pour étalonner, branchez le cordon secteur du testeur et fermez l'interrupteur SW1 ; placez SW2 et SW3 en position L ; réglez le potentiomètre R3 en milieu de course et ajustez le potentiomètre R1 jusqu'à ce que l'appareil V indique l'extrémité droite de l'échelle verte "SAFE" sous "CHARGE". Ignorez les deux échelles supérieures "LOAD TEST" et "GEN REGUL." S'il est impossible d'atteindre ce point, ajustez à la fois R3 et R1 jusqu'à y parvenir. Les ampoules B3 et B4 ne s'allument pas dans ce réglage. Ensuite, tournez l'interrupteur SW2 et l'interrupteur SW3 en position H (les ampoules B3 et B4 doivent s'allumer) et ajustez R2 jusqu'à ce que l'appareil V indique l'extrémité droite de la zone verte "SAFE". Il peut être nécessaire de répéter ces deux réglages, en réajustant R1, R2 et R3 en conséquence, jusqu'à ce que l'appareil indique la même valeur sur les deux gammes. Aucune diode ni aucun redresseur en essai ne doit dépasser ce point si les diodes D3 et D4 sont conformes à l'étalon. Tous les bons redresseurs, même les anciens redresseurs au sélénium à faible conductivité, doivent se situer largement dans la plage "SAFE". Les cas limites peuvent être tranchés en soumettant le chargeur à un essai de charge en sortie.
Une fois l'appareil étalonné, il convient d'appliquer la procédure d'essai suivante. Utilisez d'abord les pointes PR1 et PR2 pour rechercher les circuits ouverts, les courts-circuits et la polarité. S'il n'y a ni circuit ouvert ni court-circuit, l'ampoule de la pointe PR1 ou de la pointe PR2 s'allumera, indiquant l'anode. La pointe de touche rouge PR3 doit être raccordée à la borne d'anode, et la pointe noire PR4 à la borne de cathode. Placez l'interrupteur SW3 soit en H pour un calibre supérieur à 5 ampères, soit en L pour un calibre inférieur à 5 ampères, et placez l'interrupteur SW2 en position d'essai T. Actionnez l'interrupteur SW1 : l'appareil doit indiquer dans la zone verte "SAFE" si l'élément est acceptable. En position H de SW3, un élément en court-circuit fera briller davantage les deux ampoules B3 et B4. Assurez-vous que la polarité est correcte. Un raccordement inversé ne donnerait aucune indication sur l'appareil.
Ne laissez pas le testeur sous tension ni raccordé pour l'étalonnage ou l'essai plus longtemps qu'il n'est nécessaire pour obtenir une lecture.
Ce testeur ne peut servir à tester les transistors de puissance que sur la gamme basse L, au-dessous de 5 ampères, qui absorbe un courant de 100 m.a.
Les pointes PR3 et PR4 font circuler dans le redresseur un courant de 5 ampères sur la gamme H et de 100 m.a. sur la gamme L. Les pointes PR1 et PR2 font circuler dans le redresseur un courant de 40 m.a.
Testeur de charge pour chargeurs de batteries et poste à souder C.C.
La sortie de tout chargeur de batteries doit être contrôlée, en charge, afin de vérifier la sortie nominale correcte à la tension de réseau nominale.
Un bon testeur de charge, qui peut être acheté chez les distributeurs de matériel électrique, permet de contrôler toutes les batteries de 2 à 40 volts et, lorsqu'il est utilisé avec des batteries, permet de les décharger ou de les maintenir à la tension voulue. Il utilise un rhéostat à pile de charbon pour ajuster la charge à toute valeur souhaitée, à l'aide de son voltmètre à 3 gammes et de son ampèremètre. N'importe quel testeur de charge de batteries peut être utilisé, mais ils sont généralement limités à 6 et 12 volts.
Un testeur de charge peut être construit pour effectuer des essais en charge à différents niveaux de tension en utilisant le schéma de la Figure 1-3. Les tensions d'essai en charge les plus utiles sont 6, 12, 18, 24, 30 et 36. Si l'on ne teste que des appareils de 6 et 12 volts, les autres sections peuvent être supprimées, ou d'autres ajoutées si des tensions supérieures sont nécessaires. Les six batteries de 6 volts représentées doivent toutes être identiques et peuvent être n'importe quelle batterie automobile au plomb-acide de 6 volts, sans qu'il soit nécessaire qu'elle soit à usage intensif, car elles dureront des années dans ce service si elles sont maintenues chargées. Des batteries plus grandes sont nécessaires pour les chargeurs industriels ayant une sortie supérieure à 100 ampères. Ces batteries seront normalement maintenues chargées par le processus même d'essai des chargeurs. Elles doivent toutefois être égalisées de temps à autre en les chargeant assez souvent pour maintenir l'électrolyte à pleine charge dans tous les éléments. Un chargeur simple peut être réalisé à l'aide d'un transformateur et d'un redresseur provenant d'un chargeur de 36 volts, en y ajoutant les perfectionnements souhaités.
Les résistances R1 sont des résistances de charge d'essai de batteries 6 volts identiques, utilisées dans les testeurs de charge de batteries du commerce. Elles peuvent être achetées comme pièce de rechange neuve, récupérées sur d'anciens testeurs mis au rebut, ou fabriquées en suivant les détails de construction des Figures 1-4 et 1-5. Réalisez toutes les sections identiques à la section A-B, c'est-à-dire 12 pieds de 5 brins de fil de ligature de 0.0625 pouce enroulés sur un panneau d'amiante, en bobinant des sections supplémentaires si l'appareil est utilisé pour le soudage, comme expliqué plus loin. Les solénoïdes RL1 sont identiques et sont des solénoïdes de démarreur automobile 6 volts standard à service intermittent comportant une seule petite borne entre les gros goujons, reliée à une extrémité de la bobine. L'autre extrémité de la bobine est reliée intérieurement à la borne "BAT". Les contacts des gros goujons sont normalement ouverts, mais se ferment lorsque la bobine est excitée. Les interrupteurs SW1 sont identiques et sont des boutons-poussoirs SPST N.O. à contact momentané. Les interrupteurs SW2 sont identiques et sont des SPST calibrés à 1-3 ampères sous 115 volts. Les interrupteurs SW3 sont des interrupteurs SPDT identiques avec position d'arrêt. Les interrupteurs SW2 et SW3 doivent toujours être coupés lorsqu'ils ne servent pas, car les appareils de mesure consommeraient un peu de courant sur les batteries. L'appareil A1 est un ampèremètre C.C. 0-10 ampères. L'appareil A2 est un ampèremètre C.C. 0-100 ampères. L'appareil V1 est un voltmètre C.C. 0-8 volts pour les chargeurs 6 volts ; l'appareil V2 est un voltmètre C.C. 0-15 volts pour les chargeurs 12 volts ; l'appareil V3 est un voltmètre C.C. 0-30 volts et est commuté pour lire soit 18 soit 24 volts ; l'appareil V4 est un voltmètre C.C. 0-50 volts qui peut être commuté pour lire soit 30 soit 36 volts. Les voltmètres V1, V2, V3 et V4 doivent être précis. S'ils ne le sont pas, ils peuvent être réétalonnés pour une seule tension en agissant sur le réglage du zéro, s'il est accessible en façade de l'appareil. Sinon, le voltmètre peut être étalonné en utilisant un rhéostat en série avec l'appareil pour réduire la lecture si elle est trop élevée, ou un rhéostat en parallèle avec la résistance multiplicatrice interne de l'appareil pour augmenter la lecture. En l'absence d'un étalon précis, étalonnez l'appareil à l'aide d'une bonne batterie au plomb-acide pleinement chargée, à température ambiante normale d'environ 77 deg. F, ayant perdu sa charge de surface, par exemple 24 heures après une charge complète, en retenant une valeur de 2.1 volts par élément. Les bornes d'essai des batteries sont prolongées jusqu'à un endroit commode à l'avant de l'établi et repérées comme indiqué. Les bornes négatives sont peintes en noir et repérées "NEG" ou laissées sans marquage. Les deux bornes positives sont peintes en rouge ou repérées "POS." Un rideau de caoutchouc, tel qu'un morceau de vieille chambre à air, doit être suspendu devant les bornes pour éviter les courts-circuits accidentels, et retiré lorsque le testeur de charge est utilisé. Réalisez les bornes d'essai à l'aide d'un morceau de tube de cuivre d'environ 3 pouces de long soudé ou serti aux extrémités des câbles et aplati, avec un trou percé pour la fixation. Puis pliez-les vers l'extérieur, à l'écart de l'établi, pour recevoir la pince du chargeur.
Pour utiliser le testeur de charge, raccordez la pince positive ou rouge du chargeur de batteries à la borne d'essai positive appropriée. Pour les petits chargeurs de moins de 10 ampères, utilisez la borne positive 10 A., et pour les chargeurs de plus de 10 ampères, utilisez la borne positive 100 A. La pince négative du chargeur de batteries est raccordée à la borne d'essai négative de la tension correcte, par exemple 6, 12, 18, 24, 30 ou 36.
Placez l'interrupteur de voltmètre SW2 ou SW3 correct pour correspondre à la tension du chargeur en essai. Branchez le cordon C.A. du chargeur, mettez-le en charge et notez l'indication de l'ampèremètre à la fois sur le chargeur et sur le panneau d'essai. Ils doivent indiquer à peu près la même valeur. Toutefois, sur de nombreux chargeurs de batteries, les ampèremètres indiquent généralement par excès. Autrement dit, ils affichent plus d'ampères que le chargeur ne débite réellement, ce qui est plus sûr qu'une lecture trop faible. Si le chargeur débite sa pleine sortie nominale au réglage le plus élevé et que le voltmètre C.C. indique la tension nominale ou davantage, et si la tension du réseau est normale, le chargeur fournit sa pleine sortie.
Si le courant C.C. n'atteint pas sa sortie nominale, la tension de la batterie est probablement montée au-dessus de sa valeur nominale. Appuyez sur l'interrupteur SW1 correspondant à la tension de la batterie afin d'appliquer une charge à la batterie et au chargeur. Maintenez l'interrupteur SW1 enfoncé jusqu'à ce que le voltmètre C.C. indique exactement la tension nominale, par exemple 6, 12, 18, 24, 30 ou 36. Lisez alors rapidement l'ampèremètre C.C. du testeur et celui du chargeur. Il peut être nécessaire d'arrêter le chargeur et de décharger la batterie pendant 20 secondes pour faire baisser la tension de la batterie.
La procédure est la même lorsqu'on utilise un testeur de charge du commerce. Raccordez les pinces du testeur et celles du chargeur à la batterie, et appliquez le nombre correct de résistances de charge de décharge.
Le testeur de charge sert à ramener la tension de la batterie à sa valeur nominale. Un chargeur ne fournira les ampères nominaux que sur une batterie entièrement déchargée dont la tension est égale ou inférieure à sa valeur nominale. À mesure que la batterie se charge sur la plupart des chargeurs à tension constante, sa tension augmente et les ampères diminuent ; la résistance de charge décharge donc la batterie et contribue à la maintenir basse pendant l'essai.
Un testeur de charge à résistance unique n'est pas pratique dans un atelier de réparation en raison de la grande variété de chargeurs testés. Cependant, une fois établis les volts-ampères aux bornes d'une résistance donnée, cela constitue une indication précise de la pleine sortie du chargeur. Charger des batteries est différent d'appliquer une tension aux bornes d'une simple résistance. Le chargeur
doit d'abord vaincre la f.é.m. inverse ou contre-tension de la batterie avant de pouvoir débiter le moindre
courant de charge. Une fois que le chargeur atteint la tension nominale de la batterie déchargée, le courant absorbé par la batterie est déterminé par la résistance interne de la batterie. Cette résistance est constituée des plaques, des barrettes et de l'électrolyte de la batterie, et sa valeur est très faible, de l'ordre de fractions d'ohm. C'est pourquoi la conductivité des redresseurs et la tension du réseau sont assez critiques pour obtenir la pleine sortie du chargeur.
Le testeur de charge de la Figure 1-3 constitue également un poste à souder C.C. idéal pour le soudage à l'arc avec électrode métallique, en polarité directe et inverse, le brasage au chalumeau à arc, la soudure à l'étain de forte section et le chauffage. La résistance chutrice de tension est constituée de toutes les résistances de charge R1 plus des sections supplémentaires. Seules 3 sont représentées. La pince pos. W1 est raccordée à l'une des jonctions entre deux quelconques des résistances R1, et la pince pos. W2 est le porte-électrode de soudage positif, ou le chalumeau à arc au carbone. La pince nég. W est la connexion de soudage négative. Ce montage permet de faire face aux travaux occasionnels de soudage, de brasage ou de soudure à l'étain de forte section rencontrés dans le service des chargeurs de batteries.
Panneau de résistance réglable pour service intensif
Un panneau de résistance réglable pour service intensif peut être utilisé non seulement comme testeur de charge plus souple et comme résistance de décharge de batteries à toutes les tensions, mais aussi à bien d'autres fins dans le service des chargeurs de batteries.
Réalisez un panneau de résistances comme le montrent les Figures 1-4 et 1-5. Avec le câble et la pince K et le fil de pontage J, on peut choisir n'importe quelle résistance de charge pour abaisser ou maintenir la tension de la batterie à la valeur souhaitée. Si on le souhaite, un rhéostat à pile de charbon pour service intensif peut être raccordé en série pour obtenir un réglage fin, et une longue bobine de gros fil chauffant en nichrome peut être ajoutée à la jonction H pour apporter une résistance supplémentaire plus élevée. Un solénoïde, ou un contacteur de démarreur d'automobile actionné au pied, peut être monté en série pour connecter ou déconnecter rapidement et commodément la résistance de charge.
Le panneau d'essai de la Figure 1-5 est bobiné avec du fil de ligature en fer d'un diamètre de 0.0625". Le nombre de brins et la longueur de chaque section sont indiqués sur la Figure 1-4. Ces brins sont torsadés, après avoir été mesurés et coupés à longueur, en fixant une extrémité dans un étau et les autres extrémités aux rayons d'une roue. En faisant tourner la roue, les brins sont fortement torsadés.
Le panneau est en amiante de ¼ de pouce d'épaisseur et mesure 36 pouces de long sur 30 pouces de large, bridé à chaque extrémité par des boulons passant au travers de cornières en fer de 1" X 1" X ⅛" comme indiqué. Si le panneau doit être utilisé sur un sol inflammable, tel que le bois, préparez un bac en tôle et placez-le sous les pieds du panneau afin de recueillir les étincelles ou le métal en fusion en cas de raccordement erroné accidentel. À l'aide d'une scie à métaux, pratiquez des encoches sur les bords supérieur et inférieur tous les 1 pouce afin de maintenir les fils séparés et en place. À chaque jonction, torsadez les fils ensemble, sortez-les perpendiculairement au panneau et brasez ou soudez les extrémités ensemble pour assurer un bon contact électrique. Les jonctions situées à l'arrière du panneau, telles que C et F, peuvent être ramenées à l'avant par un trou percé dans le panneau. Chaque jonction doit être fixée par du fil passant dans de petits trous percés dans le panneau. Isolez les fils trop proches à l'aide de papier d'amiante. Des prises intermédiaires peuvent être sorties une fois le panneau terminé en utilisant des connecteurs en cuivre en deux pièces tels que ceux qu'emploient les électriciens.
La Figure 1-4 indique les ampères maximaux, la résistance approximative en ohms de chaque section, ainsi que la tension et la résistance totales depuis la jonction A jusqu'à chaque jonction successive.
Pour utiliser le panneau, raccordez le conducteur K à un côté de la batterie et du chargeur, et raccordez le fil de pontage J entre l'autre côté de la batterie et du chargeur et la jonction appropriée pour obtenir la charge voulue.
Avec un peu d'expérience, le panneau peut être étalonné pour tester n'importe quel chargeur sans batteries. La tension et/ou les ampères de sortie seront inférieurs à ceux obtenus lorsqu'il est raccordé aux bornes d'une batterie. Établissez un tableau pour chaque modèle connu pour fournir sa pleine sortie sur une batterie, en choisissant une jonction donnant approximativement les pleins ampères nominaux et en notant l'ampérage, la tension et la jonction exacts utilisés, ainsi que la tension du réseau lorsque le panneau d'essai est froid au démarrage. La tension C.C. sera nettement inférieure à la tension nominale. Pour tester les mêmes modèles, ou un modèle similaire de même calibre, en utilisant uniquement le panneau de résistances et sans batterie, les valeurs relevées doivent être approximativement les mêmes. N'oubliez pas que la résistance augmentera et que le courant diminuera à mesure que le panneau de résistances s'échauffe. Un essai rapide à froid à chaque fois doit donner les mêmes valeurs.
La Figure 1-4 indique la tension maximale à appliquer entre la jonction A et les autres jonctions. Toutefois, une tension plus faible appliquée entre la jonction A et une jonction plus élevée fera circuler un courant plus faible. Par exemple, 6 volts entre la jonction A et F feraient circuler environ 10 ampères (0.630 ohms).
Ce panneau peut également servir à d'autres usages, tels que la résistance chutrice de tension utilisée pour l'essai des régulateurs de tension de la Figure 1-6, résistance R1.
Le panneau de résistances d'essai peut servir à déterminer la résistance correcte des résistances ballast ou chutrices de tension utilisées dans les circuits primaires ou secondaires des chargeurs de batteries lors du raccordement ou de la conversion d'anciens chargeurs 6 volts seulement en fonctionnement 6/12 volts, ou pour réduire la sortie dans certains cas. Après avoir déterminé quelles jonctions donnent la valeur correcte, vérifiez la résistance avec précision à l'aide d'un ohmmètre à faible calibre ou d'un pont de Wheatstone. Pour les faibles valeurs, calculez la résistance à l'aide de la loi d'Ohm après avoir relevé les ampères et la chute de tension aux bornes de la section de résistance. La résistance en ohms est égale à la chute de tension divisée par le courant en ampères. Par exemple, avec 10 ampères traversant la résistance et une chute de tension aux bornes de la résistance de 6 volts, la résistance est de six dixièmes, soit 0.6 ohm. La puissance nominale de la résistance doit être au moins égale au courant multiplié par lui-même et par la résistance, soit une valeur de 10 X 10 X 0.6 égale à 60 watts.
Banc d'essai de régulateurs de tension alimenté par le chargeur
Pour régler et contrôler correctement et rapidement les régulateurs de tension automatiques des chargeurs de batteries, il faut disposer d'une tension C.C. variable et d'un voltmètre C.C. précis. La Figure 1-6 montre un banc d'essai utilisant la tension du chargeur de batteries lui-même, au lieu d'une source de tension extérieure.
Sur la Figure 1-6a, le potentiomètre R2 est un modèle bobiné de 1K ohms et 10 watts. Les bornes T1, T2 et T3 sont de petites pinces crocodile fixées à des conducteurs d'environ 2 pieds de long. F est un fusible de 1/10 (0.1) ampère. V est un voltmètre C.C. dont la gamme convient à la tension de la batterie, câblé comme indiqué.
Pour utiliser le banc d'essai, débranchez le conducteur positif de la borne positive du régulateur de tension et raccordez-le à la pince T1. Raccordez ensuite la pince T3 à la borne positive du régulateur de tension. Raccordez la pince T2 au conducteur et à la borne négatifs, qui restent reliés au régulateur de tension. Raccordez le chargeur, mettez-le en marche et ajustez le potentiomètre R2 jusqu'à atteindre la tension de coupure correcte. Réajustez le régulateur de tension si nécessaire.
Si la tension de la batterie n'est pas assez élevée pour atteindre le point de coupure, la tension du chargeur aux pinces T1 et T2 peut être portée au-dessus de la tension de la batterie afin d'accélérer le réglage, en insérant une résistance R1 de la Figure 1-6b entre la borne positive de la batterie BAT et la pince positive de batterie CH du chargeur. La résistance R1 peut être un vieux ressort en acier de calibre n° 14 ou plus gros selon le courant, de ¾’’ de diamètre et de 2 pieds de long, ou une série d'anciennes résistances de décharge de testeur. Mieux encore, le panneau de résistances des Figures 1-4 et 1-5. Utilisez une valeur de résistance permettant à la tension du chargeur de monter légèrement au-dessus de la tension de coupure souhaitée du régulateur.
Banc d'essai de régulateurs de tension autonome alimenté par batterie
Un banc d'essai de régulateurs de tension autonome, alimenté par batterie, prêt à l'emploi et disponible chez les distributeurs de matériel électrique, est représenté schématiquement à la Figure 1-7.
V est un voltmètre C.C. dont le calibre pleine échelle est de 50 volts et la résistance de 50K ohms, soit 1K ohms par volt. L'interrupteur SW1 est un interrupteur à contact momentané N.O. qui est fermé pour le "test" et ouvert pour une utilisation en voltmètre séparé. BAT est une pile "B" de 67.5 volts. R1 est un potentiomètre de 10K ohms et R2 une résistance de 3K ohms. Le testeur comporte également un thermomètre intégré gradué en tension de coupure.
Le voltmètre de ce banc d'essai, en raison de la résistance élevée du potentiomètre, chutera brusquement lorsque la tension de la diode zener du régulateur de tension est atteinte. S'il descend au-dessous de la tension d'enclenchement du régulateur, augmentez la tension en tournant le potentiomètre R1 dans le sens horaire jusqu'à retrouver la tension de coupure. Puis réduisez lentement la tension pour contrôler la tension d'enclenchement du régulateur de tension, s'il en est doté.
À défaut de réglages de régulateur de tension plus précis, utilisez le Tableau 1-1 comme guide. Lorsque le point de dégagement gazeux de la batterie est atteint pendant la charge, la tension aux bornes de la batterie à 77 deg. F doit être approximativement celle indiquée dans le Tableau 1-1.
Tension de coupure du régulateur de tension pour différentes batteries
Banc d'essai de régulateurs de tension alimenté en C.A.
Un banc d'essai de régulateurs de tension alimenté en C.A. est représenté à la Figure 1-8.
Le transformateur T1 peut être une section 120 ou 240 volts d'un petit transformateur à point milieu, de sorte qu'il fonctionne en autotransformateur. On peut également utiliser la section primaire ou secondaire d'un ancien transformateur d'alimentation de radio s'il possède un point milieu. Les diodes D1 et D2 sont des diodes au silicium calibrées de 1 à 2 ampères sous 200-400 PIV. La sortie du redresseur doit être filtrée ; sinon, la tension redressée de crête donnerait une tension de déclenchement erronée. Normalement, le régulateur étant raccordé au chargeur, la batterie se comporte comme un gros condensateur qui écrête la plupart de ces pointes de tension. La self CH1 est une self de 30 henrys. Les condensateurs C1 et C2 peuvent être des condensateurs électrolytiques de 8-16 mfd et 200 DCWV. R1 est un potentiomètre bobiné de 1K ohms et 10 watts. F est un fusible de ¼ d'ampère. L'appareil V est un voltmètre C.C. 0-50 volts. Ce circuit fournit environ 0-70 volts C.C. en sortie. L'autotransformateur peut présenter un risque d'électrisation. Pour cette raison, un transformateur d'isolement à enroulements primaire et secondaire serait préférable s'il comporte un secondaire de 120 volts à point milieu (60 volts de part et d'autre du point milieu).
Une autre méthode consisterait à utiliser un circuit en pont dans la section redresseur avec une tension d'entrée de 60 volts fournie par un Variac ou une autre source de tension variable.
Lorsqu'on utilise un banc d'essai comportant une batterie interne ou un circuit redresseur filtré fournissant la tension, comme ceux des Figures 1-7 et 1-8, il est nécessaire de procéder à un réglage final après avoir raccordé le régulateur au chargeur, car la sortie du chargeur n'est pas complètement filtrée, sauf par la tension de la batterie. Les pointes de tension redressée déclencheront le régulateur pour une indication du voltmètre inférieure à celle réglée en C.C. stable. Il sera nécessaire d'augmenter le réglage de la tension de coupure. La tension d'enclenchement, en revanche, ne devrait pas nécessiter de réajustement, car le chargeur est arrêté et c'est la batterie seule qui fournit la tension.
En utilisant le banc d'essai de la Figure 1-6, ce réglage final n'est généralement pas nécessaire. Il doit toutefois être vérifié lorsque le régulateur de tension est de nouveau raccordé à la sortie du chargeur pour le fonctionnement normal.
Convertisseur pour transformer une alimentation monophasée en triphasée
Si l'on entreprend la réparation en atelier de gros chargeurs industriels et que l'on ne dispose pas d'une alimentation triphasée, un convertisseur relativement peu coûteux peut être construit à l'aide de n'importe quel moteur électrique triphasé en bon état, comme le montre la Figure 1-9, à condition de disposer d'une alimentation monophasée 230 volts. Ce convertisseur pourra alimenter tous les chargeurs triphasés 230 volts et les groupes moteur-générateur, mais pas ceux en 440 volts triphasé. Cela serait toutefois possible en utilisant un transformateur monophasé de 10-15 KVA pour élever la tension de 230 à 440 volts et en adaptant le moteur au fonctionnement en 440 volts.
Sur la Figure 1-9, le moteur M est un moteur asynchrone triphasé 230 volts d'une puissance de 10-15 H.P. L'interrupteur SW est un sectionneur à couteaux 3PDT muni d'un verrouillage empêchant de le placer en position de marche R avant qu'il n'ait été placé en position de démarrage S. L'interrupteur SW peut être constitué de deux interrupteurs 3PST séparés placés côte à côte, manettes face à face, l'un des interrupteurs étant donc retourné. Boulonnez les deux manettes ensemble et le résultat est un interrupteur 3PDT, mais sans verrouillage.
Le moteur M est démarré sous 115 volts monophasé à l'aide d'un condensateur électrolytique de démarrage de moteur C de 500-700 mfd. et 120 volts. Lorsque le moteur atteint sa pleine vitesse, basculez l'interrupteur SW en position de marche R, ce qui applique les 230 volts monophasés sur une phase du moteur M.
Un moteur triphasé fonctionnant sous tension monophasée génère une tension triphasée aux bornes du moteur, du fait de l'induction magnétique du rotor tournant dans le champ C.A. Raccordez les trois conducteurs du moteur 1, 2 et 3 à une prise ou à un interrupteur-sectionneur pour les essais en triphasé.
Ce convertisseur peut être rendu auto-démarrant en utilisant un relais de démarrage de moteur, disponible chez les fournisseurs de pièces de moteurs électriques. Les instructions de câblage pour ce type de convertisseur sont généralement fournies avec le relais.
Un tel moteur constitue une meuleuse pour service intensif idéale, en entraînant par courroie un arbre portant une meule de forge de 10 pouces. Le moteur possède un couple de démarrage suffisant pour amener la meule à sa vitesse, et l'inertie de la meule joue le rôle de volant en assistant le moteur lors des appels de courant soudains, tels que le démarrage d'un groupe moteur-générateur triphasé.
Voltmètre d'étalonnage C.C. de précision
Quiconque se consacre à l'étalonnage des testeurs de batteries et au réglage des régulateurs de tension a besoin d'un voltmètre C.C. précis présentant une exactitude garantie de ½%, ou mieux.
Il n'existe sur le marché aucun appareil standard offrant des gammes et une exactitude appropriées à un coût raisonnable pour étalonner et régler correctement les équipements de service des batteries.
L'auteur a rédigé les spécifications et a joué un rôle déterminant dans la mise au point d'un voltmètre C.C. idéal, conçu spécifiquement pour les besoins particuliers du secteur des équipements de service des batteries.
La Figure 1-10 montre le cadran d'un voltmètre C.C. à trois gammes conçu pour ceux qui ne s'occupent que des batteries de démarrage de véhicules de 6, 12 et 24 volts.
La Figure 1-11 montre le cadran d'un voltmètre C.C. à deux arcs comportant quatre gammes de base pour les batteries de 6, 12, 24 et 36 volts, couvrant toutes les batteries de démarrage de véhicules ainsi que les batteries de voiturettes de golf et autres batteries de 36 volts. Le sélecteur de gamme couvrant ces quatre gammes est représenté à la Figure 1-11a. La Figure 1-11b montre deux gammes supplémentaires de 8 X 10 (40 à 80 volts lus sur l'échelle 4-8 et multipliés par 10) et 16 X 10 (80 à 160 volts, lus sur l'échelle 8-16 et multipliés par 10), pour ceux qui travaillent avec toutes les tensions de batterie susceptibles d'être rencontrées, ou prévues, dans le domaine industriel et celui des véhicules électriques.
Les appareils de mesure électriques présentant une exactitude de 2% ou plus sont fabriqués avec des cadrans préimprimés, tous identiques. Les appareils de précision de ½% d'exactitude, ou mieux, exigent des cadrans individuels et des échelles d'étalonnage tracées à la main. Le coût de fabrication de ces appareils selon spécifications est à peu près le même que celui d'un appareil à échelle standard comparable figurant dans les catalogues d'appareils de mesure.
Tant que ces appareils ne seront pas disponibles sur le marché des appareils de mesure, ils peuvent être fabriqués sur commande à un coût comparable à celui d'un appareil moins précis à pivots sur rubis.
La Source 14 peut fournir ces appareils représentés aux Figures 1-10, 1-11a, 1-11b et au Tableau 1-2. N'utilisant que des mouvements de mesure fiables à cadran vierge provenant de fabricants tels que General Electric, Westinghouse, Weston et d'autres, ils sont équipés pour réaliser des cadrans étalonnés avec précision. Comme ils connaissent bien les spécifications, ils peuvent établir un prix si le numéro de Figure et la taille d'appareil souhaitée sont indiqués. Par exemple : lors d'une demande de prix, précisez : "Veuillez nous indiquer le prix et le délai de livraison de l'appareil, spécifications du Tableau 1-2, plan de la Figure 1-11b, en taille d'appareil 6½"."
Spécifications du voltmètre d'étalonnage C.C. de précision pour équipements de service des batteries
Le prix dépend de la taille de l'appareil et du fait qu'il comporte un ou deux arcs d'échelle. Un appareil doté des gammes supplémentaires de la Figure 1-11b (8X10 et 16X10) n'est que légèrement plus cher, car il suffit d'ajouter deux résistances multiplicatrices de précision et deux positions supplémentaires sur le commutateur sélecteur.
L'appareil à suspension par ruban tendu est supérieur à celui à pivots sur rubis et coûte moins cher, car il ne comporte ni paliers ni ressort spiral susceptibles de créer des frottements. Ils sont plus robustes et plus fiables sur de longues périodes et les lectures se font facilement et avec précision.
Quelques-uns de nos chargeurs de batteries