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18,5 kW (25 HP) est la zone de transition entre les petits moteurs, que de nombreux sites démarrent en direct sans difficulté, et les gros moteurs, dont le mode de démarrage exige une vraie préparation. Raccorder un moteur de cette puissance directement au réseau peut poser problème ou non, selon la puissance du transformateur du site et l'état de la ligne. Un mauvais couplage, en revanche, peut griller le moteur dès le premier démarrage. Cet article explique comment faire correspondre la tension de plaque d'un moteur de 18,5 kW au réseau et quelles questions se poser pour choisir entre étoile-triangle, démarrage direct, démarreur progressif ou variateur de fréquence.
Valeurs électriques des modèles de 18,5 kW
Chez HEM Motor, la puissance de 18,5 kW est proposée en carcasse fonte à trois vitesses. Les trois modèles ont une tension de plaque de 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz ; l'indice de protection est IP55 et la classe d'isolation F.
| Code du modèle | Vitesse synchrone / nominale | Carcasse IEC | Courant nominal (400 V) | Couple nominal | Page produit |
|---|---|---|---|---|---|
| 200L1-6 | 1000 / 980 tr/min | 200L | 35,9 A | 180,3 Nm | 200L1-6 en fonte |
| 180M-4 | 1500 / 1470 tr/min | 180M | 33,5 A | 120,2 Nm | 180M-4 en fonte |
| 160L-2 | 3000 / 2940 tr/min | 160L | 32,5 A | 60,1 Nm | 160L-2 en fonte |
Le courant indiqué dans le tableau est le courant nominal absorbé sous 400 V à pleine charge. Le courant absorbé au moment du démarrage est plusieurs fois plus élevé, et c'est cette valeur qui détermine réellement le mode de démarrage.
Que signifie une plaque 400/690 V ?
Les deux tensions de la plaque indiquent que les enroulements du moteur peuvent être couplés pour deux réseaux différents. Chaque phase d'enroulement est conçue pour 400 V :
- Triangle (Δ) sur réseau 400 V : chaque enroulement de phase est raccordé directement entre deux lignes et reçoit 400 V. Sur le réseau industriel standard de Turquie et d'Europe, un moteur de 18,5 kW fonctionne avec ce couplage.
- Étoile (Y) sur réseau 690 V : chaque enroulement de phase reçoit la tension de ligne divisée par √3, soit à nouveau environ 400 V. Ce couplage concerne les sites disposant d'une distribution en 690 V.
Une erreur fréquente consiste à laisser le moteur couplé en étoile sur un réseau 400 V. Chaque enroulement ne reçoit alors qu'environ 230 V et le couple chute nettement ; en charge, le moteur perd de la vitesse, son courant augmente et il chauffe. À l'inverse, coupler en triangle sur un réseau 400 V un moteur dont la plaque indique 230/400 V soumet les enroulements à une surtension et grille le moteur en peu de temps. Lors d'un remplacement, regardez donc toujours la tension de plaque de l'ancien moteur et la position des barrettes de la boîte à bornes.
On trouve aussi sur d'anciennes plaques des valeurs comme 380/660 V. Elles proviennent d'anciennes tensions nominales de réseau et suivent la même logique de couplage que les moteurs 400/690 V actuels ; notez néanmoins, lors du remplacement, la tension réellement mesurée sur le réseau.
Modes de démarrage et questions de décision à 18,5 kW
Démarrage direct
Le moteur est raccordé directement au réseau par un contacteur. C'est la solution la plus simple et la moins coûteuse ; le moteur fournit tout son couple au démarrage. L'inconvénient est le fort courant appelé au démarrage. Si la puissance du transformateur est suffisante, que la ligne est courte et qu'aucune charge sensible n'est alimentée par la même armoire, le démarrage direct à 18,5 kW se pratique sans problème sur de nombreux sites. C'est le concepteur de l'installation électrique du site et les règles du distributeur d'énergie qui décident s'il est possible.
Démarrage étoile-triangle
Le moteur démarre d'abord en étoile puis passe en triangle lorsqu'il atteint une certaine vitesse. Comme chaque enroulement reçoit une tension plus faible en étoile, le courant et le couple de démarrage tombent à environ un tiers. Cette méthode exige deux conditions :
- Le couplage de fonctionnement du moteur à la tension du réseau doit être le triangle. Les modèles de 18,5 kW à plaque 400/690 V conviennent, car ils fonctionnent en triangle sur un réseau 400 V. Sur un réseau 690 V, ils fonctionnent déjà en étoile et ne conviennent donc pas au démarrage étoile-triangle.
- Les barrettes de la boîte à bornes doivent être retirées et les six extrémités amenées séparément jusqu'à l'armoire. Cela suppose un câble à six conducteurs ou deux câbles distincts.
Le point faible de l'étoile-triangle est le couple. Le couple de démarrage tombant à un tiers, il ne donne de bons résultats que sur les machines qui démarrent à faible charge (ventilateur ou pompe démarrant à vide, compresseur, concasseur démarrant vide). Sur les machines qui démarrent en charge, comme une bande chargée, une vis pleine ou un mélangeur plein, le moteur peut ne pas atteindre une vitesse suffisante en étoile ; au passage en triangle se produit une forte pointe de courant et l'intérêt de la méthode disparaît.
Démarreur progressif
Il limite le courant en augmentant progressivement la tension pendant le démarrage. Il réduit les à-coups mécaniques et protège les organes de transmission comme les courroies et les accouplements. Cependant, lorsque la tension est réduite, le couple baisse aussi ; à lui seul, ce n'est pas une solution pour un démarrage sous forte charge. Le couplage dans la boîte à bornes reste celui du fonctionnement normal (triangle sous 400 V).
Variateur de fréquence
C'est la méthode qui peut à la fois limiter le courant et fournir un couple élevé à basse vitesse ; elle permet en outre de régler la vitesse. Nos séries triphasées conviennent à la variation de vitesse par variateur de fréquence ; en fonctionnement prolongé à basse vitesse et à couple nominal, une ventilation externe peut être nécessaire et, si le câble entre le variateur et le moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est à envisager ; ces conditions sont indiquées à la commande. Pour plus de détails, consultez la question sur l'utilisation avec un variateur de fréquence.
