L’Américain Thomas Davenport met au point le premier moteur électrique commercialisable.
Dans les années 1830, un forgeron autodidacte a inventé un moteur à courant continu à balais et collecteur.Thomas Davenport a été le premier témoin d’un électroaimant en action séparant le minerai de fer dans le processus d’extraction.
Il a acheté l’un des électroaimants de Joseph Henry et a commencé à le démonter pour savoir comment il fonctionnait. Après avoir étudié et expérimenté, Davenport a construit ses propres aimants et a utilisé une batterie galvanique comme source d’électricité. 
La mécanique de la conception de Davenport a été décrite dans le Mechanical Engineering Magazine : « Davenport a monté un aimant sur une roue ; l’autre aimant était fixé à un cadre fixe. L’interaction entre les deux aimants a fait tourner le rotor d’un demi-tour. Il a appris qu’en inversant les fils vers l’un des aimants, il pouvait faire faire au rotor un autre demi-tour. Davenport a alors conçu ce que nous appelons maintenant une brosse et un commutateur. Des fils fixes du cadre alimentaient en courant un conducteur segmenté qui alimentait en courant l’électroaimant monté sur le rotor. Cela a fourni une inversion automatique de la polarité de l’aimant monté sur le rotor deux fois par rotation, entraînant une rotation continue. Il a travaillé sur l’invention avec sa femme Emily Goss Davenport et Orange Smalley. Emily a pris des notes et a aidé à la conception, utilisant la soie de sa robe de mariée pour isoler les enroulements de fil et suggérant l’utilisation du mercure comme conducteur.
Thomas Davenport Biographie (1802-1851)
Né dans une famille pauvre le 9 juillet 1802 à Williamston, Vermont, Thomas Davenport était le quatrième de onze enfants. Il n’a reçu que trois ans de scolarité et a été apprenti chez un forgeron à l’âge de quatorze ans. Le travail acharné a été agréable au garçon et, sept ans plus tard, il a créé sa propre entreprise de forgeron à Brandon, dans le Vermont. En 1831, Davenport se rendit à la Penfield Iron Works, où Joseph Henry avait installé le premier électroaimant commercial. Davenport a regardé l’électroaimant soulever 750 livres. (340 kg) de fer. Étonné et intrigué, il décide d’acquérir son propre électroaimant et d’expérimenter. Afin de réunir des fonds pour l’achat, Davenport a vendu le cheval de son frère. Une fois qu’il a eu l’aimant en main pour étudier, il a pu construire lui-même une version plus grande, en utilisant la robe de mariée en soie de sa femme pour isoler les fils. Davenport s’est finalement retrouvé avec quatre électroaimants et a conçu un moyen de convertir la force électromagnétique en puissance mécanique. En 1834, il attacha deux électroaimants à un pivot, le montant entre les deux autres aimants qui étaient fixés en place comme pôles. Il a attaché une batterie aux aimants via un « commutateur » (un dispositif de commutation rudimentaire), a lancé l’interrupteur et le pivot a tourné. Davenport venait d’inventer le moteur électrique.
Joseph Henry avait fait à peu près la même chose quelques années plus tôt, mais son effort était davantage perçu comme une curiosité, car il avait un mouvement oscillatoire inefficace qui n’était pas très pratique. Le moteur de Davenport, cependant, avait un mouvement rotatif, et il est devenu le prototype de tous les moteurs électriques utilisés aujourd’hui. Réalisant l’importance de son invention, Davenport a quitté la forge pour promouvoir son appareil.
Cependant, Davenport attendit jusqu’en 1836 avant de décider de breveter son invention et ne rencontra que des ennuis. Il a décidé de se rendre personnellement au Bureau des brevets de Washington DC et de partir à pied. Au moment où il est arrivé à Washington, il avait dépensé tout l’argent pour la demande de brevet, alors il est retourné dans le Vermont. Il est venu avec plus d’argent et cette fois a décidé d’envoyer la demande. Mais ensuite, l’Office des brevets a été détruit par un incendie. Davenport a finalement reçu son brevet, le 5 février 1837, bien que la renommée et la récompense financière n’aient jamais suivi. Il a construit plusieurs modèles miniatures à moteur, dont un tramway électrique en état de marche, mais la plupart des gens considéraient ces appareils comme de simples curiosités.
La raison probable pour laquelle les inventions de Davenport n’ont pas reçu d’éloges enthousiastes était que le moteur dont dépendaient ses appareils était lourd, fragile et coûteux. En plus de son chariot, il a inventé un chemin de fer électrique, une presse à imprimer électrique (sur laquelle il a imprimé son bulletin Electro-Magnet and Mechanics Intelligencer), un télégraphe électrique et un piano électrique. Le 6 juillet 1851, trois jours avant son 49e anniversaire, Davenport mourut à Salisbury, Vermont. Ses fils ont affirmé qu’il était mort d’un cœur brisé après que Samuel Morse eut été reconnu pour avoir inventé le télégraphe.
Fondamentaux du moteur à courant continu à balais
Introduction
Les moteurs CC à balais sont largement utilisés dans des applications allant des jouets aux sièges d’auto réglables par bouton-poussoir. Les moteurs CC à balais (BDC) sont peu coûteux, faciles à conduire et sont facilement disponibles dans toutes les tailles et formes. Cette note d’application explique comment fonctionne un moteur BDC, comment piloter un moteur BDC et comment un circuit de commande peut être interfacé à un microcontrôleur PIC.
Principes de fonctionnement
La construction d’un moteur BDC simple est illustrée à la Figure 1. Tous les moteurs BDC sont constitués des mêmes composants de base : un stator, un rotor, des balais et un collecteur. Les paragraphes suivants expliquent chaque composant plus en détail.
Stator
Le stator génère un champ magnétique stationnaire qui entoure le rotor. Ce champ est généré soit par des aimants permanents, soit par des bobinages électromagnétiques. Les différents types de moteurs BDC se distinguent par la construction du stator ou la manière dont les enroulements électromagnétiques sont connectés à la source d’alimentation.
Rotor
Le rotor, aussi appelé induit, est composé d’un ou plusieurs bobinages. Lorsque ces enroulements sont alimentés, ils produisent un champ magnétique. Les pôles magnétiques de ce champ rotorique seront attirés vers les pôles opposés générés par le stator, faisant tourner le rotor. Lorsque le moteur tourne, les enroulements sont constamment alimentés dans un ordre différent de sorte que les pôles magnétiques générés par le rotor ne dépassent pas les pôles générés dans le stator. Cette commutation du champ dans les enroulements du rotor est appelée commutation.
Balais et collecteur
Contrairement aux autres types de moteurs électriques (c.-à-d., CC sans balais, induction CA), les moteurs BDC ne nécessitent pas de contrôleur pour commuter le courant dans les enroulements du moteur. Au lieu de cela, la commutation des enroulements d’un moteur BDC est effectuée mécaniquement. Un manchon en cuivre segmenté, appelé un commutateur, réside sur l’axe d’un moteur BDC. Au fur et à mesure que le moteur tourne, les balais de charbon glissent sur le collecteur, entrant en contact avec différents segments du collecteur. Les segments sont attachés à différents enroulements de rotor, par conséquent, un champ magnétique dynamique est généré à l’intérieur du moteur lorsqu’une tension est appliquée à travers les balais du moteur. Il est important de noter que les balais et le collecteur sont les pièces d’un moteur BDC qui sont les plus sujettes à l’usure car ils glissent les uns sur les autres.
Moteur électrique
En 1834, le moteur électrique est inventé par Thomas Davenport. Inventeur américain de ce qui fut probablement le premier moteur électrique à succès commercial, qu’il utilisa avec une grande ingéniosité pour propulser un certain nombre d’inventions établies. Bien que plusieurs autres inventeurs aient expérimenté des moteurs, Davenport fut le premier à obtenir un brevet américain (n° 132 le 25 février 1837) pour son moteur à courant continu. Il a incorporé le concept de l’électroaimant inventé par Joseph Henry d’une manière qui a produit un mouvement rotatif en utilisant sa propre idée d’un commutateur et de brosses pour contrôler la direction du flux de courant.
https://www.edn.com/the-electric-motor-is-patented-february-25-1837/
http://www.madehow.com/inventorbios/3/Thomas-Davenport.html
https://www.edn.com/brushed-dc-motor-fundamentals/