Moteurs électriques triphasés CEI 132–355 : remplacement, socle et hauteur d'axe sur grandes carcasses

Dans les carcasses CEI de 132 à 355, le numéro de carcasse indique lui aussi en millimètres la hauteur entre la base des pattes et le centre de l'arbre. Ce qui complique le remplacement dans cette plage n'est pas la lecture du code : c'est que le moteur devient plus lourd, que le socle est fixé sur du béton ou un châssis en acier et que la marge d'alignement se réduit. Comme une même puissance peut tomber dans une carcasse totalement différente selon la vitesse, le prix d'un mauvais choix sur un gros moteur est de démonter et refaire le socle.

Cet article se concentre sur le remplacement des grandes carcasses : la relation puissance–vitesse–carcasse, le socle, l'alignement de l'accouplement, le levage et l'orientation de la boîte à bornes. La liste des puissances de toutes les carcasses se trouve sur la page du tableau carcasse CEI–puissance ; nous ne la répétons pas ici.

Même puissance, autre vitesse, autre carcasse

Pour un choix en forte puissance, posez d'abord cette question : quelle vitesse la machine demande-t-elle ? Ce qui détermine réellement la carcasse, c'est le besoin en couple. Un moteur de 1000 tr/min fournit la même puissance avec environ trois fois le couple d'un moteur de 3000 tr/min ; ce couple exige un rotor plus grand et une carcasse plus grande.

Le tableau ci-dessous montre comment la carcasse change selon le nombre de pôles sur cinq paliers de puissance choisis dans les fiches produit HEM Motor :

Le tableau donne deux conclusions pratiques. D'abord, à 37 kW, passer de 2 à 6 pôles fait passer la carcasse de 200 à 250 ; autrement dit, un changement de vitesse modifie aussi la hauteur d'axe. Ensuite, à partir de 75 kW, les modèles 2 et 4 pôles partagent souvent le même numéro de carcasse. Dans ce cas, même si la carcasse semble identique, le bout d'arbre et la disposition des roulements peuvent différer selon le nombre de pôles ; comparez le plan technique avant de monter un moteur 2 pôles à la place d'un 4 pôles comme s'il s'agissait de « la même carcasse ».

Que changent les lettres S, M et L sur une grande carcasse ?

La carcasse 315 existe en trois longueurs différentes repérées S, M et L. Dans la liste HEM Motor en 4 pôles, 315S-4 fait 110 kW, 315M-4 132 kW et 315L1-4 160 kW. La hauteur d'axe est la même pour les trois ; ce qui change, c'est la longueur de carcasse et, avec elle, l'entraxe longitudinal des trous de pattes.

Une situation fréquente sur site est la suivante : l'ancien moteur est un 315S, le nouveau besoin est d'un palier de puissance au-dessus et c'est un 315M qui arrive. Le côté accouplement reste en place, mais les trous des pattes arrière ne correspondent pas au socle. Il faut percer de nouveaux trous dans le socle ou poser une plaque d'adaptation. Si vous prévoyez une augmentation de puissance, vérifiez sur le plan avant la commande si elle entraîne des travaux de socle. Vous pouvez consulter les modèles HEM Motor adaptés et les prix actuels dans la boutique en ligne.

Le socle : le même numéro de carcasse ne fait que la moitié du travail

Sur les gros moteurs, le socle est généralement un châssis en acier ou une plaque ancrée sur un massif en béton. Si le numéro de carcasse correspond, l'axe de l'arbre arrive à la même hauteur ; les points suivants sont malgré tout vérifiés séparément :

• Planéité des surfaces de pattes : Si l'une des quatre pattes reste en l'air, la carcasse se déforme au serrage du boulon. Ce « pied boiteux » revient ensuite sous forme de vibrations et d'échauffement des roulements ; chaque patte est contrôlée au jeu de cales avant serrage.
• Paquet de cales : Les cales placées sous l'ancien moteur ne sont pas transférées telles quelles sous le nouveau. Chaque moteur a une tolérance de hauteur de pattes différente ; les cales sont réorganisées d'après la mesure d'alignement.
• État des ancrages et des boulons : Si un socle qui a travaillé des années présente des fissures, des ancrages desserrés ou des filetages abîmés, le nouveau moteur subira les mêmes vibrations.
• Position longitudinale : Le bout d'arbre du nouveau moteur peut se trouver plus en avant ou en arrière que l'ancien. La distance entre les moyeux d'accouplement doit rester dans la plage donnée par le fabricant de l'accouplement.

Alignement de l'accouplement : tolérance plus serrée sur un gros moteur

En forte puissance, le couple transmis par l'arbre est élevé ; même un petit désalignement use rapidement les éléments d'accouplement, les roulements et les joints. L'alignement se fait sur deux axes : le décalage parallèle et le désalignement angulaire entre les arbres. Il se mesure au comparateur ou avec un appareil d'alignement laser, et le côté moteur est corrigé avec des cales et des vis de réglage latéral.

Deux autres détails sont à surveiller. Sur les machines qui travaillent à chaud, comme les pompes ou les ventilateurs, la dilatation thermique peut faire monter l'axe ; si le fabricant de la machine donne une tolérance pour l'alignement à froid, elle est respectée. De plus, l'alignement est vérifié une dernière fois avec les raccordements de tuyauterie et de gaines en place ; la contrainte des raccords peut déplacer le moteur. Pour les étapes du premier démarrage, consultez l'article sur la mise en service du moteur.

Anneau de levage et transport

Les grandes carcasses en fonte comportent généralement un anneau de levage (vis à œil) sur le dessus du moteur. Cet anneau est conçu uniquement pour lever le moteur seul. Lever le moteur par son anneau avec une poulie, un accouplement ou une pièce de machine montée impose à l'anneau et à la carcasse des charges pour lesquelles ils ne sont pas conçus.

Sur les grandes carcasses à deux anneaux, l'angle des chaînes compte ; les chaînes doivent travailler le plus verticalement possible et un palonnier est utilisé si nécessaire. On vérifie que le filetage de l'anneau est entièrement engagé et que l'anneau porte contre la carcasse. Lors de la pose sur le socle, les pattes ne sont pas traînées ; les bavures sur la surface des pattes faussent l'alignement.

Orientation de la boîte à bornes et entrée de câble

En montage horizontal standard, la boîte à bornes se trouve généralement sur le dessus de la carcasse. Sur les gros moteurs, le câble est épais et son rayon de courbure large ; la direction d'arrivée du câble compte donc. Si la boîte était sur le côté de l'ancien moteur ou si le chemin de câbles descend d'une direction précise, indiquez la position de boîte du nouveau moteur à la commande.

Il existe des conceptions où la boîte peut être tournée pour changer le sens d'entrée du câble ; c'est aussi un point à demander à la commande. La section de câble est calculée par l'ingénieur de projet ou de tableau selon le courant du moteur, la longueur du câble, le mode de pose et la température ambiante. La plupart des modèles HEM Motor en fonte à partir de la carcasse 132 sont bobinés en 400/690 V (Δ/Y) ; sur un réseau 400 V, ils se couplent en triangle et conviennent au démarrage étoile-triangle.

Exemple hypothétique : augmentation de puissance en carcasse 315

Imaginons une installation équipée d'un moteur de ventilateur de 1500 tr/min et 110 kW en carcasse 315S, que l'on veut porter à 132 kW pour augmenter le débit du ventilateur. Dans la liste HEM Motor, l'équivalent pour 132 kW en 4 pôles est le 315M-4 : 1488 tr/min nominaux, courant assigné de 224 A sous 400 V, couple nominal de 847,2 Nm.

La hauteur d'axe reste la même, mais la carcasse 315M est plus longue que la 315S ; le socle doit être adapté pour les trous des pattes arrière. Comme le courant augmente, le câble, l'appareillage et les réglages de protection sont aussi recalculés. Cette décision se prend après avoir confirmé avec le fabricant du ventilateur que celui-ci a réellement besoin de la nouvelle puissance.

Conclusion : avant de commander une grande carcasse

Sur les carcasses 132–355, le bon choix se fait quand puissance, vitesse, lettre de carcasse et forme de montage sont lues ensemble. Comparez les cotes non pas à l'estime, mais à l'aide des plans techniques. Tous les modèles à carcasse fonte sont listés sur la page moteurs électriques à carcasse fonte.

Modèles d'exemple : 180L-4 (22 kW, 1470 tr/min), 280M-4 (90 kW, 1486 tr/min), 315M-4 (132 kW, 1488 tr/min) et 355M1-6 (160 kW, 990 tr/min). Consultez les modèles adaptés et les prix actuels sur la page pour acheter des moteurs électriques. Envoyez la photo de la plaque de votre moteur actuel, sa vitesse et les informations de montage via la page d'envoi de plaque et demandez une offre pour le modèle adapté.

Questions fréquentes

Peut-on monter un moteur carcasse 315 à la place d'un moteur carcasse 280 ?

L'axe monte et le schéma des pattes change ; le socle et le côté accouplement doivent donc être repris. Restez si possible sur le même numéro de carcasse ; sinon, un socle intermédiaire est préparé d'après le plan.

Les moteurs 2 et 4 pôles d'une même carcasse sont-ils interchangeables ?

La hauteur d'axe est la même, mais la vitesse étant différente, la machine peut ne pas l'accepter. Sur les grandes carcasses, le bout d'arbre peut aussi varier selon le nombre de pôles ; confirmez sur le plan technique.

Puis-je réutiliser les cales de l'ancien moteur sous le nouveau ?

Elles peuvent servir de point de départ, mais la disposition finale des cales est fixée par la mesure d'alignement. Un contrôle de pied boiteux doit aussi être fait sur chaque patte.

Puis-je changer la position de la boîte à bornes après la commande ?

La position de la boîte et le sens d'entrée du câble dépendent de la conception du moteur ; les modifier après coup n'est pas toujours possible. Indiquer à la commande la direction d'arrivée du câble reste la voie la plus sûre.