Choisir entre 1500 et 3000 tr/min pour un moteur électrique de 22 kW

Pour qui cherche un moteur de 22 kW (30 HP), la première question est souvent : « 1500 ou 3000 ? ». Les deux moteurs ont la même puissance, mais ce qu'ils transmettent à la machine est très différent : le moteur à 3000 tr/min fait tourner son arbre deux fois plus vite et fournit moitié moins de couple, tandis que le moteur à 1500 tr/min fournit deux fois plus de couple à vitesse moitié moindre. Un moteur à la mauvaise vitesse soit entraîne la machine plus vite que nécessaire et la surcharge, soit ne l'amène jamais à son point de fonctionnement. Cet article explique comment choisir la vitesse à 22 kW selon le mode d'entraînement de la machine, et à quoi faire attention si l'on envisage de passer d'une vitesse à l'autre.

Valeurs des modèles 1500 et 3000 tr/min à 22 kW

Chez HEM Motor, la puissance de 22 kW est proposée en carcasse fonte. Les valeurs de plaque des modèles à 1500 et 3000 tr/min, côte à côte, sont les suivantes :

Les deux modèles ont une protection IP55 et une isolation classe F. Les courants sont proches ; la vraie différence tient au couple et à la longueur de carcasse. Pour supporter un couple double, le modèle à 1500 tr/min est logé dans une carcasse 180L plus longue. Même si la hauteur d'arbre est identique, les deux carcasses diffèrent par l'entraxe des trous de pattes et les cotes du bout d'arbre.

C'est la machine qui fixe la vitesse, pas le moteur

Le point de départ du choix de vitesse est la vitesse à laquelle l'arbre de la machine doit tourner. Le mode de liaison entre le moteur et la machine détermine comment cette vitesse est obtenue.

Entraînement direct par accouplement

Si l'arbre du moteur et celui de la machine sont reliés par un accouplement, la machine tourne à la vitesse du moteur. La vitesse dépend alors de la vitesse de conception de la machine et ne peut pas être modifiée. Si l'on monte un moteur à 1500 tr/min sur une pompe centrifuge conçue pour tourner à environ 2950 tr/min, la pompe n'atteint qu'environ un quart de sa hauteur manométrique ; à l'inverse, monter un moteur à 3000 tr/min sur une pompe conçue pour 1450 tr/min surcharge à la fois la pompe et le moteur. Sur une machine accouplée, changer de vitesse revient à changer de machine.

Entraînement par courroie et poulie

Dans les entraînements par courroie, la vitesse de la machine est réglée par le rapport des poulies ; sur le papier, les deux moteurs peuvent donc être utilisés. Mais pour obtenir la même vitesse de machine avec un moteur à 3000 tr/min, la poulie moteur doit être plus petite ou la poulie de la machine plus grande. Une petite poulie entraîne une flexion plus fréquente de la courroie, une tension de courroie plus élevée et une charge radiale plus forte sur l'arbre. C'est pourquoi, dans les entraînements par courroie qui demandent un fort rapport de réduction (c'est-à-dire lorsque la machine tourne lentement), un moteur à 1500 tr/min donne généralement un ensemble plus équilibré.

Entraînement par réducteur

Les réducteurs sont choisis pour une vitesse d'entrée donnée, et la plupart des réducteurs standard sont définis pour une entrée à 1500 tr/min. Raccorder un moteur à 3000 tr/min au même réducteur double la vitesse de sortie, divise par deux le couple de sortie et peut porter les roulements et joints côté entrée du réducteur au-delà de la limite admise. Sur un entraînement par réducteur, vérifiez la limite de vitesse d'entrée du fabricant du réducteur avant de changer la vitesse du moteur. Les autres points à surveiller lors de l'accouplement d'un moteur à un réducteur sont résumés sur la page des moteurs pour réducteurs.

1500 ou 3000 : liste de décision

• 3000 tr/min (180M-2) peut se justifier : pour les pompes centrifuges et ventilateurs accouplés directement et conçus pour une vitesse élevée ; pour les soufflantes rapides et certains compresseurs ; dans les applications où le constructeur de la machine prévoit un moteur 2 pôles.
• 1500 tr/min (180L-4) peut se justifier : pour l'entraînement de machines d'usage général ; pour les convoyeurs, mélangeurs et vis équipés de réducteurs ; pour les charges à démarrage difficile ou exigeant un couple élevé ; pour les entraînements par courroie demandant un fort rapport de réduction.
• Vérifiez les deux options : les ventilateurs entraînés par courroie peuvent utiliser l'une ou l'autre vitesse ; on évalue alors ensemble la taille de poulie, la vitesse de courroie et la vitesse admissible de la roue du ventilateur.

Cette liste indique des tendances générales ; on ne peut pas recommander une vitesse ou une puissance précise d'après le nom de la machine. La charge, la durée de fonctionnement, les conditions de démarrage et le type de liaison doivent être évalués ensemble.

Points supplémentaires liés à la vitesse élevée

Un moteur à 3000 tr/min peut sembler séduisant, car il est plus petit et a moins de couple qu'un moteur à 1500 tr/min de même puissance. Avant de le choisir, tenez compte des points suivants :

• Bruit : les moteurs 2 pôles sont généralement plus bruyants en raison de la vitesse plus élevée du ventilateur et du rotor. Dans les locaux fermés où des personnes sont présentes en permanence, la différence se fait sentir.
• Roulements et lubrification : la vitesse élevée peut exiger un entretien plus fréquent des roulements. Surveillez l'intervalle de graissage et la température des roulements.
• Équilibrage et alignement : à vitesse élevée, le désalignement de l'accouplement et le balourd font croître les vibrations plus vite. L'alignement de l'accouplement doit être plus précis.
• Bout d'arbre : pour certaines carcasses, le bout d'arbre du modèle 2 pôles peut différer de celui du 4 pôles. Avant de commander le moyeu d'accouplement ou de poulie, lisez la cote de votre modèle dans les plans techniques 2D.

Exemple : changement de vitesse sur un ventilateur à courroie

La démarche suivante est un exemple hypothétique. Supposons que sur un site, le moteur de 1500 tr/min et 22 kW d'un ventilateur centrifuge entraîné par courroie soit tombé en panne et que l'on envisage un changement de vitesse parce qu'un moteur à 3000 tr/min est disponible.

• Conservez la vitesse du ventilateur : la vitesse de fonctionnement de la roue ne doit pas changer. Pour obtenir la même vitesse de ventilateur avec un moteur à 3000 tr/min, le diamètre de la poulie moteur doit être divisé environ par deux.
• Vérifiez la poulie : une poulie aussi petite peut passer sous le diamètre minimal admis pour le profil de courroie ; la durée de vie de la courroie diminue et la charge radiale sur l'arbre augmente.
• Vérifiez le socle : passer d'une carcasse 180L à une carcasse 180M modifie l'entraxe des trous de pattes ; la glissière ou le socle peut devoir être adapté.
• Conclusion : dans cet exemple, la voie la moins problématique est de revenir au 180L-4, à la même vitesse que l'ancien moteur. Un changement de vitesse ne peut être envisagé que si la poulie, la courroie et le socle sont recalculés.

Si le même site comporte un mélangeur lent exigeant un couple élevé, aucune des deux options ne convient peut-être ; on peut alors envisager le 200L2-6 (22 kW, 6 pôles, 980 tr/min, IEC 200L, 400/690 V, couple nominal 214,4 Nm).

Informations nécessaires à la commande

• Vitesse de fonctionnement de la machine et type de liaison (accouplement, courroie et poulie, réducteur)
• Pour une courroie, les diamètres des poulies moteur et machine ; pour un réducteur, sa vitesse d'entrée
• Forme de montage (B3, B5, B35, etc.) et, en cas de remplacement, la carcasse de l'ancien moteur
• Tension du réseau et mode de démarrage
• En cas de remplacement, une photo de la plaque de l'ancien moteur

Vous pouvez consulter les modèles de 22 kW et les prix actuels sur la page acheter des moteurs électriques. Si vous hésitez sur la vitesse, envoyez-nous la plaque de votre moteur actuel et nous choisirons ensemble le bon modèle ; pour toute autre question, utilisez notre page de contact.