Sur les récepteurs des années 30 comme le LOEWE type EB100W, le haut-parleur était un modèle électromagnétique.
Ce type de HP comporte une palette en fer doux, mobile dans le champ d'un aimant permanent.
Une ou deux bobines entourent cette palette et sont parcourues par le signal alternatif BF en sortie du récepteur.
La palette supporte une tige liée mécaniquement à un cône léger en carton ou tissu le plus souvent.

Récemment j'ai refait un bâti pour un moteur, on voit bien sur la photo suivante la constitution de ce type de HP :


Mécaniquement inusable, le point critique de ce genre de HP, ce sont les bobines : faites en fil très fin (5 à 7/100 mm), elles sont quasiment tout le temps coupées !

Voici d'autres photos montrant ce genre de moteur de HP :

Moteur de HP d'un poste batteries (vue arrière)



Moteur de HP d'un autre poste batteries. La molette en bas permet de régler l'entrefer. En haut, la tige munie des rondelles et écrous de maintien du cône. C'est un montage inversé, l'ouverture du cône est vers le bas.



Moteur de HP d'un poste secteur avec sa tige de poussée du cône



Moteur de HP que je me propose de réparer

Le problème est donc de rebobiner la ou les bobines. Dans le cas présent, ce sont deux bobines identiques à refaire.
Bobiner du 5/100 est très difficile : on casse souvent, la machine est inutile, il faut le faire à la main.
L'objectif étant d'obtenir une résistance importante, de plusieurs kiloohms, compatible avec la résistance interne des lampes de sortie BF.
C'est pour cette raison qu'on ne peut utiliser que du fil très fin. Cependant ...

Cette solution est difficilement appliquable à un moteur de HP de table, genre pavillon, mais pour des HP intégrés à un récepteur, elle permet de se simplifier le travail :

- bobiner en fil plus gros, quite à obtenir une résistance faible
- insérer un transformateur d'adaptation pour obtenir une impédance acceptable

On peut même dire que cette solution a un autre avantage :

- le courant continu anodique de la lampe ne traverse plus les bobines du moteur, la palette peut être centrée dans l'entrefer, le HP n'a plus de polarité.

Quelques réflexions :
Supposons qu'une bobine de moteur était bobinée en fil de diamètre D et que ce faisant, sa résistance était de R ohm.
Comment peut-on calculer cette résistance R en fonction du diamètre D ?

Voici 2 croquis qui vont être plus clairs :

En haut, le fil, dont le diamètre est D. Au cente, on note S la section de ce fil. En bas, est figuré la fenêtre de la bobine : suivant la section S, on peut mettre un certain nombre de tours.

Bien entendu, les échelles ne sont pas respectées, car c'est plusieurs milliers de spires qu'on peut bobiner dans la fenêtre !
Les matheux diront qu'on peut calculer S en fonction de D et qu'on peut aussi calculer N, le nombre de spires en fonction de la surface de la fenêtre et du diamètre du fil.
Mais en fait on n'a pas besoin de le faire, ce qui compte c'est de déterminer ce qui se passe lorsqu'on change le diamètre du fil.


Calcul de la résistance d'un fil

Cette formule est générale, elle dit que la résistance d'un fil est proportionnelle à la longueur du fil et inversement proportionnelle à la section du fil. p est la résistivité du matériau.


Maintenant, que se passe-t-il si on multiplie le diamètre du fil par un facteur simple que j'appelle K. Le premier croquis devient :

Multiplier le diamètre par K, c'est multiplier la section par K², la conséquence est qu'on ne peut mettre maintenant qu'un nombre se spires divisé par K²

Pour donner un ordre de grandeur, si on prend un fil de diamètre double, on ne pourra mettre que le quart de spires !.

Et la résistance ? Voici le nouveau croquis :


Quelques explications :
Comme la section a été multipliée par K², la résistance totale est donc divisée par K².
Mais comme on a mis K² moins de spires, la longueur aussi a été divisée par K²
La conclusion est que la résistance est divisée par K à la puissance 4
Par exemple, si le diamètre a été doublé, alors la résistance sera divisée par 16 ! (2x2x2x2=16)


Prenons maintenant un exemple numérique plus terre à terre :
Le diamètre d'origine était très certainement 5/100mm. La résistance d'une des 2 bobines devait être de l'ordre de 1000 ohm, pour que l'ensemble fasse 2000 ohm.
Si maintenant, je rebobine les bobines en 2/10mm, ce qui est 4 fois plus gros, alors, la résistance de chaque bobine sera divisée par 4x4x4x4 = 256 et sera donc de l'ordre de ... 4 ohm, soit 8 ohm pour l'ensemble !
Voilà qui est remarquable : on arrive à une résistance comparable à celle d'un HP électrodynamique !

Et maintenant, quel transfo choisir ?
Il faut que ce transfo transforme la résistance des bobines (8 ohm en tout) en une résistance équivalente de 2000 ohm.
Autrement dit le rapport d'impédances est de 256.
Et pour respecter ce rapport d'impédances, le transfo doit avoir un rapport de tension de 16 (16x16=256)
Un transfo 220/12V a un rapport 18 environ, ce qui sera tout à fait convenable.


On arrive donc à une solution très simple car :

- le fil est facile à bobiner (2/10)
- il n'y a que quelques centaines de spires à bobiner
- le transfo d'adaptation est tout à fait courant

Les carcasses d'origine sont très fragiles et cassent facilement; inutile d'essayer de les récupérer !

j'ai essayé d'enlever le fil, mais les joues de la carcasse se sont cassées (entouré)

Le mieux est de les refaire. Le mieux est de les refaire en PLA à l'aide de l'imprimante 3D, soyons geek !

Chaque carcasse est constituée de 2 pièces :
- une joue simple
- une joue munie du moyeu

Il suffit alors d'assembler les 2 pièces sur un mandrin de bobinage constitué de 2 joues, une tige filetée ou une vis et une colonnette de centrage :

A gauche, les 4 pièces en PLA, à droite les pièces du mandrin de bobinage (rondelles, vis et colonnettes)

Voici comment assembler le mandrin de bobinage :

Sur une rondelle munie d'une vis, on pose une colonette de 4 mm et la joue munie du moyeu...



...puis on pose la joue simple...



...et on visse la seconde rondelle

Les bobinages sont fait en semi-vrac, à la main; il est possible de mettre 240 spires, pas plus, de cuivre émaillé de 2/10 mm.
Lorsque le bobinage est terminé, avant de démonter le mandrin, il faut coller les dernières spires aux joues afin que l'ensemble se tienne. De la colle vynilique (colle à bois) est suffisante. Bien attendre plusieurs heures avant démontage !

les 2 bobines encollées

Une vérification de la résistance de chaque bobine :


Plus de 4 ohm chaque bobine.

Vous noterez qu'un ohmmètre 4 fils est bien utile pour les petites résistances !
Une fois les 2 bobines reliées en série, on aura les 8 ohm escomptés.

Pour le remontage, il y a un certain ordre à respecter puisque les 2 bobines se retrouvent à la fin, enfermées entre les pièces polaires tout en entourant la palette vibrante.

Entouré, l'espace dans lequel les bobines sont prisonnières

Voici quelques photos :


Insertion de la palette dans les 2 bobines (la tige de poussée du cône est courte, il faudra la rallonger)



Insertion des bobines dans un des étriers





Positionnement du second étrier, vissage des pièces polaires et de la palette



Installation de l'aimant et des pièces polaires sur le bâti

L'essai consiste à relier la tige de poussée à un cône et les bobines à un appareil audio (générateur BF, récepteur, ampli).
Il faudra relier les 2 bobines en série en respectant leur phase respective. On pourra juger de la bonne mise en phase à la puissance sonore restituée : en effet, la bonne mise en phase correspondra à une puissance supérieure à une mauvaise mise en phase.

repérage de chaque fil de chaque bobine par un souplisso de couleur différente

Comme je vais essayer ce moteur sans ébénisterie pour le tenir, le plus simple et de le poser horizontalement, donc de visser 3 pieds en caoutchouc :



Le cône peut être très simplement une feuille de papier fort (à dessin par exemple) découpée en secteur circulaire, dont les bords de l'angle coupé sont collés ensemble.



Pour rallonger la tige de poussée au niveau de la palette, j'ai soudé une tige filetée à l'aide d'une boudinette de fil :


Normalement, la tige de poussée était boulonnée sur le cône avec des rondelles coniques. Je pourrais en faire en PLA ... mais en utilisant des petites rondelles, la déformation du cône est minime :

Il n'y a plus qu'à assembler les 2 tiges filetées ...



...le plus simple est d'utiliser un petit domino électrique

L'appareil audio est un générateur BF capable d'attaquer une charge faible comme 8 ohm.
Pour juger de la puissance sonore afin d'effectuer la mise en phase, j'utilise un micro et un oscillocope.
Le principal est de fixer le micro à une distance constante du cône. On juge de la puissance par l'amplitude du signal sur l'oscillo.


Il est temps maintenant de déterminer la bonne phase des bobines. Premier essai : on relie les 2 bobines par leur fil de début, l'ensemble étant raccordé par les fils de fin.
Le résultat n'est pas fameux : le son est très faible, pour preuve l'amplitude au niveau du micro :


Ce premier essai prouve que les 2 bobines agissent dans le même sens ! Il faut donc les mettre en série de la façon suivante :

Il faut relier la fin d'une des bobine au début de l'autre

et là, le son est nettement plus fort et le micro le montre :

Voici un transfo secteur 220V/12V qui fera l'affaire pour adapter la résistance du HP à celle de la lampe de sortie du poste.


Il suffit de connecter son secondaire (12V) aux bornes des 2 bobines du moteur :


et ce seront les 2 fils de son primaire qu'on reliera au poste de radio :


Et on pourra alors profiter d'un moteur de HP qu'il aurait été difficile de rebobiner en 5/100, en le connectant, par exemple, à un Philips 2514 :




Il conviendrait de mettre moteur, cône et transformateur dans une enceinte habillée et décorée dans un style d'époque, mais cet article n'avait pour objectif que de vous montrer que l'on pouvait se simplifier le travail lors du rebobinage d'un vieux moteur de HP !