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Lorsqu'un convoyeur d'emballage s'arrête et redémarre des dizaines, voire des centaines de fois par heure, le facteur décisif dans le choix du moteur n'est pas la puissance de la plaque, mais la chaleur qui s'accumule dans le moteur à chaque démarrage. La bonne démarche consiste à évaluer ensemble le nombre de cycles, l'inertie du convoyeur et la méthode d'arrêt, puis, en cas de cycles fréquents, soit à piloter le moteur avec des rampes par un variateur de fréquence au lieu de le mettre directement sous tension et hors tension sur le réseau, soit à laisser le moteur tourner en permanence et à confier l'arrêt à la partie mécanique. Nous expliquons ci-dessous, étape par étape, sur quelles informations repose cette décision.
Pourquoi le fonctionnement marche-arrêt sollicite-t-il davantage le moteur que le service continu ?
En accélérant depuis l'arrêt, un moteur asynchrone absorbe sur le réseau plusieurs fois son courant nominal. Même si cette phase est courte, le bobinage et surtout les barres du rotor s'échauffent rapidement. Un moteur en service continu subit ce pic une fois par jour ; un convoyeur d'emballage qui s'arrête souvent le subit à nouveau pour chaque produit ou chaque plateau.
L'énergie dégagée dans le rotor au démarrage est directement liée à l'énergie cinétique de la masse accélérée. Autrement dit, ce n'est pas seulement la charge sur la bande qui compte : les tambours, les engrenages du réducteur, l'accouplement et le rotor du moteur lui-même entrent aussi dans le calcul. Plus les intervalles entre démarrages raccourcissent, moins le moteur peut refroidir avant le démarrage suivant, et la température du bobinage monte par paliers. La protection thermique ne détecte pas toujours cette accumulation à temps ; pour l'aspect protection, consultez notre article sur le choix du relais thermique et du fusible.
Précisez le nombre de cycles et le type de service
Les valeurs des catalogues de moteurs sont en général données pour le service continu (S1). Les applications qui démarrent plus d'un certain nombre de fois par heure relèvent des types de service intermittent périodique de la CEI 60034-1 (S4 avec démarrage, S5 avec freinage électrique). Pour ces types, le moteur est choisi en tenant compte du nombre de démarrages par heure, du facteur de marche dans chaque cycle et de l'inertie de la charge. N'inventez pour aucun moteur un chiffre unique du type « tant de démarrages par heure sont autorisés » ; ce chiffre varie selon la charge et l'inertie.
- Démarrages par heure : le convoyeur s'arrête-t-il à chaque produit ou à intervalles réguliers ? Faites le comptage à la vitesse de travail réelle de la machine.
- Facteur de marche : le temps pendant lequel le moteur tourne par rapport au temps d'arrêt dans un cycle. Les arrêts longs permettent le refroidissement, les arrêts courts non.
- Charge au démarrage : la bande démarre-t-elle chargée ? Une bande chargée et des plateaux lourds allongent le temps de démarrage.
- Méthode d'arrêt : arrêt en roue libre, frein mécanique, freinage par injection de courant continu ou rampe du variateur. Le freinage électrique produit lui aussi une chaleur supplémentaire dans le moteur.
Quatre solutions différentes pour les cycles fréquents
Surdimensionner le moteur pour le même convoyeur est la première idée qui vient à l'esprit, mais à elle seule, elle ne suffit souvent pas. Nous comparons les options dans le tableau ci-dessous.
| Méthode | Courant de démarrage | Chaleur de démarrage dans le rotor | Point de vigilance |
|---|---|---|---|
| Démarrage direct (contacteur) | Pic élevé | Totale à chaque démarrage | Simple et suffisant pour des cycles peu fréquents ; avec des cycles fréquents, la chaleur du bobinage s'accumule |
| Démarreur progressif | Le pic diminue | Ne diminue pas, peut augmenter si le démarrage s'allonge | Réduit le choc mécanique, mais ne résout pas à lui seul le problème des cycles fréquents |
| Variateur de fréquence (rampe) | Peut être maintenu autour du courant nominal | Nettement réduite | Les rampes sont réglées selon le convoyeur ; vérifiez le refroidissement en fonctionnement prolongé à basse vitesse |
| Moteur tournant en continu + groupe embrayage-frein | Uniquement au premier démarrage de la journée | Pas de chaleur dans le moteur à chaque cycle | La chaleur se forme dans le groupe embrayage-frein ; son entretien relève de la machine |
Passer à la puissance supérieure augmente la capacité thermique, mais l'inertie du rotor plus grand augmente aussi. Sur un convoyeur où l'inertie domine, ce gain peut être plus faible que prévu ; prenez la décision de surdimensionner en vous appuyant sur les données de cycle.
Ce qu'il faut savoir en fonctionnement sur variateur de fréquence
La solution la plus courante sur les lignes d'emballage est le variateur : le convoyeur démarre en douceur, le produit ne bascule pas et le courant de démarrage ne sollicite pas le réseau. Les séries triphasées de HEM Motor conviennent à la variation de vitesse par variateur de fréquence ; en fonctionnement prolongé à basse vitesse et à couple nominal, une ventilation forcée peut être nécessaire et, si le câble entre le variateur et le moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé. Ces conditions doivent être indiquées à la commande. Les détails sont résumés dans la question sur l'utilisation avec un variateur.
Lors d'un freinage par le variateur, l'énergie cinétique du convoyeur revient vers le variateur. Si les cycles sont fréquents, une résistance de freinage ou une fonction de récupération d'énergie sur le variateur peut être nécessaire ; ce choix se fait côté variateur. Si le convoyeur doit être maintenu en position, le variateur seul ne suffit pas ; il faut un moteur-frein ou un frein de maintien côté réducteur.
Si un positionnement précis est exigé
Sur les convoyeurs qui exigent un arrêt au millimètre, comme l'étiquetage ou l'alignement avec une buse de remplissage, on utilise des servomoteurs ou des solutions spéciales avec retour codeur. Cette tâche exige un moteur spécial ; elle peut sortir du périmètre de la série standard du catalogue 2026 de HEM Motor. Un moteur-frein n'est pas non plus considéré comme identique à un moteur standard. Envoyez-nous les données de votre application et nous les étudierons ensemble.
