Démarrage en charge d'un moteur électrique de 75 kW : quelles informations faut-il ?

Un moteur de 75 kW qui démarre à vide atteint sa vitesse en quelques secondes ; lorsque le même moteur doit mettre en mouvement un concasseur plein, une conduite de pompage remplie d'eau ou un convoyeur chargé, la situation change. Le démarrage s'allonge, le courant reste élevé longtemps, la protection peut déclencher ou le moteur peut ne jamais atteindre sa vitesse. La plupart de ces problèmes ne viennent pas de la puissance du moteur, mais d'informations manquantes dans la commande. Dans cet article, nous prenons pour exemple les modèles de 75 kW de HEM Motor pour expliquer quelles informations réunir pour un démarrage en charge et comment elles pèsent sur la décision.

Valeurs de base des modèles de 75 kW

Chez HEM Motor, la puissance de 75 kW est proposée en carcasse fonte et à trois vitesses. Tous les modèles sont IP55, à isolation classe F, alimentés en 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, avec un facteur de service (SF) de 1,15.

Le couple nominal du tableau est le couple que le moteur fournit en continu à charge nominale. Le couple à l'instant du démarrage, le courant de démarrage et la courbe de couple qui varie avec la vitesse ne se lisent pas dans ce tableau ; ces valeurs figurent sur la ligne du modèle dans le catalogue technique et produits 2026 et doivent en être tirées pour le calcul.

La vraie question du démarrage en charge : l'écart de couple

Pendant que le moteur passe de l'arrêt à sa vitesse, deux couples s'opposent à chaque instant : celui que le moteur produit à cette vitesse et celui que la machine oppose à cette même vitesse. La différence entre les deux est le couple qui produit l'accélération. Si l'écart est grand, le démarrage est court ; s'il est faible, le démarrage s'allonge ; si l'écart tombe à zéro à une vitesse donnée, le moteur reste bloqué à cette vitesse et n'atteint pas sa vitesse nominale.

Le couple résistant des machines se comporte de façon très différente d'une machine à l'autre. Sans le savoir, on ne peut pas répondre correctement à la question « 75 kW suffisent-ils ? ».

• Faible au démarrage, croissant avec la vitesse : Les ventilateurs et pompes centrifuges font partie de ce groupe. La résistance est faible au début du démarrage ; toutefois, si la roue du ventilateur est grande et lourde, le démarrage peut rester long à cause de l'inertie.
• Couple à peu près constant, indépendant de la vitesse : Les convoyeurs chargés, les vis sans fin, les compresseurs à piston et les concasseurs font partie de ce groupe. Même à l'instant du démarrage, la résistance est proche de la charge nominale.
• Couple avec un pic au démarrage : Un concasseur resté plein de matière, un mélangeur dont le contenu s'est tassé ou un roulement grippé peuvent créer dès le premier instant une résistance supérieure à la valeur nominale. Cela dépend des habitudes d'exploitation de la machine et doit toujours être signalé.

Informations à réunir avant de commander

Pour un démarrage en charge, la puissance et la vitesse seules ne suffisent pas. Lorsque les informations suivantes arrivent ensemble, le moteur et le mode de démarrage peuvent être correctement associés.

Côté machine

• Type de machine et état au démarrage : La machine démarre-t-elle vidée ou chargée ? Le concasseur reste-t-il plein, reste-t-il de la matière sur la bande ?
• Couple résistant au démarrage : Une valeur donnée par le fabricant de la machine ou une mesure faite avec l'ancien moteur. À défaut, indiquez le type de machine et si elle démarre en charge.
• Inertie : Le moment d'inertie des masses tournantes comme un volant, une grande roue de ventilateur ou un tambour lourd, et le rapport de transmission par rapport au moteur. Une inertie élevée allonge le démarrage et échauffe le moteur.
• Transmission : Accouplement, courroie et poulie ou réducteur ; son rapport et la vitesse côté moteur.

Côté réseau et démarrage

• Mode de démarrage : Direct, étoile-triangle, démarreur progressif ou variateur de fréquence. Lequel équipe l'armoire existante et s'il peut être changé.
• Transformateur et ligne : La puissance du transformateur d'alimentation, la section et la longueur du câble. Si la tension chute au démarrage, le couple moteur diminue lui aussi nettement.
• Fréquence des démarrages : Combien de démarrages par heure ou par jour et combien de temps s'écoule entre deux démarrages. Des démarrages en charge rapprochés échauffent le bobinage.

Environnement et fonctionnement

• Durée de fonctionnement : Fonctionnement continu ou intermittent ; combien de temps le moteur reste à pleine charge.
• Environnement : Température ambiante, poussière, altitude et possibilité pour le moteur d'aspirer de l'air de refroidissement.
• Plaque de l'ancien moteur : En cas de remplacement, puissance, vitesse, courant et carcasse, ainsi que tout historique de problèmes de démarrage.

Comment le mode de démarrage influe-t-il sur le couple de démarrage ?

L'erreur la plus fréquente pour un démarrage en charge est de penser au mode de démarrage séparément du choix du moteur. Le même moteur se comporte de manière totalement différente selon le mode.

• Démarrage direct : Le moteur utilise au démarrage toute la courbe de couple du catalogue, mais appelle un courant élevé sur le réseau. Si le transformateur et la ligne supportent ce courant, c'est l'option la plus forte pour un démarrage en charge.
• Étoile-triangle : Un moteur marqué 400/690 V (Δ/Y) démarre en étoile sur un réseau 400 V. Comme la tension aux bornes du bobinage baisse pendant cette phase, le courant et le couple tombent à environ un tiers de leurs valeurs en démarrage direct. Cela convient bien aux charges légères au démarrage, comme les ventilateurs ; avec un concasseur ou un convoyeur chargé, le moteur peut ne pas accélérer suffisamment en étoile, et le passage en triangle provoque une forte pointe de courant.
• Démarreur progressif : Il limite le courant en augmentant progressivement la tension ; comme le couple diminue avec le carré de la tension, son réglage doit être fait avec soin pour les démarrages à forte charge. Il est courant sur les pompes et ventilateurs à démarrage léger.
• Variateur de fréquence : Comme il peut fournir un couple proche du nominal à basse fréquence avec un courant limité, c'est le mode le plus maîtrisé pour les démarrages difficiles. Nos séries triphasées conviennent à la variation de vitesse par variateur de fréquence ; pour un fonctionnement prolongé à basse vitesse et plein couple, une ventilation forcée peut être nécessaire, et si le câble entre variateur et moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé. Les détails figurent dans la question sur l'utilisation avec variateur ; précisez ces conditions à la commande.

Ce que signifie le SF 1,15, et ce qu'il ne signifie pas

Tous les modèles HEM Motor de 75 kW et plus ont un facteur de service de 1,15. Cela indique que le moteur est conçu avec une réserve d'environ 15 % au-dessus de sa puissance de plaque. Cette réserve est une marge de sécurité face aux incertitudes de mesure, aux variations des conditions ambiantes et aux hausses de charge de courte durée.

Le facteur de service n'est pas la solution à un problème de démarrage. Le couple que le moteur produit au démarrage est déterminé par la courbe de couple du catalogue et le mode de démarrage choisi ; le SF n'y change rien. De même, choisir un moteur plus petit que nécessaire en se disant que « la réserve est là de toute façon » n'est pas correct : un moteur qui utilise sa réserve en permanence fonctionne plus chaud et n'a plus de marge face à une hausse de charge imprévue. Choisissez le moteur selon la charge réelle et considérez le SF comme une sécurité supplémentaire.

Scénario d'exemple : un convoyeur à bande qui démarre chargé

Le déroulement suivant est hypothétique et ne décrit pas une application client réelle. Supposons que, dans une installation de granulats, un long convoyeur à bande soit arrêté avec de la matière en fin de poste et redémarre chargé le matin. L'entraînement se fait par un moteur 1500 tr/min via un réducteur, et l'armoire existante comporte un démarreur étoile-triangle.

• Le modèle candidat est le moteur de 75 kW de code 280S-4 ; sa plaque indique 1486 tr/min.
• Le convoyeur est une charge à couple constant et démarre chargé. Comme en phase étoile le couple moteur tombe à environ un tiers de la valeur en démarrage direct, il faut évaluer si la bande peut accélérer en étoile, en tenant compte du rapport du réducteur et de la charge de la bande.
• Si l'évaluation montre que l'étoile-triangle ne suffira pas, les options sont le démarrage direct, si le transformateur le permet, ou un variateur de fréquence. Cette décision est aussi importante que la puissance du moteur.
• Comme il n'y a qu'un démarrage par jour, la fréquence des démarrages ne pose pas de problème ; après un défaut, il faut toutefois laisser refroidir le moteur entre des tentatives répétées.

Si la même installation entraîne un tambour lent à forte inertie, le 315S-6 (985 tr/min, couple nominal de 727,2 Nm) entre en ligne de compte, et pour un ventilateur ou une pompe rapide en accouplement direct, le 280S-2 (2975 tr/min). Dans tous les cas, la décision se prend en connaissant le couple de démarrage et l'inertie de la machine.

Envoyez-nous les informations et évaluons le démarrage ensemble

Pour choisir un moteur de 75 kW destiné à un démarrage en charge, envoyez-nous :

• La puissance, la vitesse et la machine entraînée ; si elle démarre chargée ou à vide
• Le couple de démarrage et l'inertie s'ils sont connus, le type et le rapport de transmission
• Le mode de démarrage existant ou prévu, la puissance du transformateur et la longueur du câble
• La fréquence des démarrages, la durée de fonctionnement et les conditions ambiantes
• La forme de montage, la tension et, en cas de remplacement, une photo de la plaque de l'ancien moteur

Consultez les modèles adaptés et les prix actuels sur la page acheter des moteurs électriques. Si vous cherchez un modèle pour remplacer votre moteur actuel, envoyez-nous la plaque du moteur ; lorsque vous nous aurez décrit les conditions de démarrage, nous déterminerons le modèle ensemble. Pour toute autre question, joignez-nous via notre page de contact.