Moteur électrique asynchrone triphasé de 90 kW : carcasse 280M et 315M, vitesse et démarrage

Pour choisir un moteur électrique asynchrone triphasé de 90 kW, la première décision porte sur la vitesse ; la carcasse, le courant, le couple et même la préparation du socle découlent de ce choix. Dans la gamme 90 kW de HEM Motor, les modèles 3000 et 1500 tr/min sont en carcasse IEC 280M, tandis que le modèle 1000 tr/min passe à la taille supérieure, la carcasse 315M. Les trois modèles ont un bobinage 400/690 V (Δ/Y) ; ce bobinage convient directement au démarrage étoile-triangle sur un réseau 400 V. Dans cet article, nous examinons ces différences propres au 90 kW, les options de démarrage et les informations à préparer pour le calcul de l'armoire et des câbles.

Trois vitesses, deux carcasses : comparaison des modèles 90 kW

À puissance égale, plus la vitesse est basse, plus le couple que le moteur doit fournir à l'arbre est élevé. Quand le couple augmente, le paquet rotor et stator grandit aussi ; c'est pourquoi le moteur 90 kW à 6 pôles passe à une carcasse plus grande que ses équivalents à 2 et 4 pôles. Les valeurs ci-dessous proviennent des fiches produit HEM Motor (équivalent 125 HP, courant nominal sous 400 V) :

Le tableau permet deux conclusions pratiques. D'abord, le couple du modèle 1000 tr/min est environ trois fois celui du modèle 3000 tr/min ; cet écart est pris en compte pour dimensionner l'accouplement, l'entrée du réducteur et les boulons du socle. Ensuite, les courants sont proches ; côté armoire, la différence entre les trois modèles est faible, la vraie différence est mécanique. Les trois modèles ont une carcasse en fonte, une protection IP55 et une isolation classe F ; ils sont bobinés pour un réseau 50 Hz.

Que signifie sur site l'écart de carcasse selon la vitesse ?

Le numéro de carcasse IEC donne en millimètres la hauteur de l'axe d'arbre par rapport à la base des pattes. En passant de la carcasse 280M à la 315M, l'axe d'arbre monte, et les cotes de fixation des pattes ainsi que le diamètre d'arbre changent. Il n'est donc pas possible de poser directement un moteur 90 kW à 6 pôles sur le socle d'un ancien moteur 90 kW à 4 pôles ; le socle, l'alignement de l'accouplement et le rapport de transmission doivent être revus.

Si un changement de vitesse est envisagé, précisez d'abord la vitesse d'arbre dont la machine a besoin. Par exemple, dans un entraînement avec réducteur, passer de 1500 à 1000 tr/min modifie aussi la vitesse de sortie du réducteur. Pour comparer les cotes de carcasse et les trous de pattes avec le socle, utilisez les plans techniques 2D par carcasse ; prenez les cotes sur le plan plutôt que de les estimer.

Points à vérifier lors du remplacement du moteur existant

• Le code de carcasse (par ex. 280M, 315M) et la vitesse nominale sur la plaque de l'ancien moteur.
• Forme de montage : à cette puissance, on utilise surtout le montage à pattes (B3) ; l'usage à bride est confirmé séparément à la commande.
• Type d'accouplement ou liaison par poulie ; en transmission par courroie, la charge radiale que supportera l'arbre.
• Le côté de la boîte à bornes et la direction de l'entrée de câble.

Bobinage 400/690 V et options de démarrage

La plaque des trois modèles indique 400/690 V (Δ/Y). Cela signifie que le moteur fonctionne à pleine tension couplé en triangle sur un réseau 400 V, et couplé en étoile sur un réseau 690 V. Le fait d'être bobiné pour la tension de service en triangle sur un réseau 400 V rend le moteur adapté au démarrage étoile-triangle. À 90 kW, le démarrage direct sollicite trop le réseau dans la plupart des sites ; le choix du mode est donc important.

• Étoile-triangle : Au démarrage, le moteur est couplé en étoile ; le courant de démarrage absorbé sur le réseau et le couple de démarrage tombent à environ un tiers par rapport au démarrage direct. C'est une solution courante pour les charges qui démarrent à vide ou peu chargées, comme les ventilateurs, les pompes centrifuges et les compresseurs. Si la charge demande un couple élevé au démarrage, le moteur peut ne pas accélérer suffisamment en position étoile ; la pointe de courant à la commutation est aussi prise en compte.
• Démarreur progressif : Il limite le courant en augmentant la tension sans à-coups ; comme le couple diminue avec le carré de la tension, le réglage se fait avec soin pour les démarrages en charge. Sur les pompes, on utilise aussi sa fonction de réduction du coup de bélier à l'arrêt.
• Variateur de fréquence : Il maintient le courant de démarrage au niveau le plus bas et constitue la seule solution si un réglage de vitesse est nécessaire. Nos séries triphasées conviennent à la variation de vitesse par convertisseur de fréquence ; en fonctionnement prolongé à basse vitesse et à couple plein, une ventilation forcée peut être nécessaire, et si le câble entre variateur et moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé ; ces conditions sont indiquées à la commande.

Ce qui détermine le mode, c'est le couple que la machine demande au démarrage et la capacité du réseau (puissance du transformateur et autres charges) à supporter le courant de démarrage. Une fois ces deux points clarifiés, consultez les modèles HEM Motor adaptés et les prix actuels.

Informations à préparer pour le câble et l'armoire

La section de câble et l'appareillage d'un moteur de 90 kW sont calculés par l'ingénieur de projet ou d'armoire ; ils ne se lisent pas sur la seule plaque du moteur. Pour que le calcul soit juste, les informations suivantes doivent être transmises ensemble à l'ingénieur :

• Courant nominal : 152 A (280M-2), 155 A (280M-4) ou 161 A (315M-6) sous 400 V.
• Mode de démarrage : en étoile-triangle, deux groupes de câbles distincts arrivent au moteur et les contacteurs sont choisis selon le courant de phase ; avec variateur, le câble de sortie du variateur et le besoin de filtre sont évalués séparément.
• Longueur du tracé de câble, mode de pose (goulotte, chemin de câbles, enterré) et température ambiante.
• Chute de tension admissible entre l'armoire et le moteur, et puissance de court-circuit du réseau.
• Schéma de protection : plage de réglage du relais de protection thermique ou électronique et, si nécessaire, demande de sondes de température dans le bobinage.

Vous trouverez des informations générales sur le réglage du relais de protection selon le courant nominal dans notre article sur la protection des moteurs.

Transport, levage et fondation

Les moteurs en carcasse 280M et 315M ne se déplacent pas à la main. Avant la livraison, il faut prévoir une grue ou un chariot élévateur sur site, et le moteur ne doit être levé que par les anneaux de levage de la carcasse. On ne lève jamais par le bout d'arbre, le capot de ventilateur ou la boîte à bornes.

La fondation est préparée pour supporter sans vibration le couple nominal du moteur et la force de réaction au démarrage ; à cet égard, le couple nominal d'environ 870 Nm du 315M-6 représente trois fois la charge du 280M-2. La surface du socle doit être plane, aucun vide ne doit subsister sous les pattes, et l'alignement de l'accouplement doit être contrôlé avant le premier démarrage puis à nouveau après les premières heures. Si le moteur n'est pas monté immédiatement, il est stocké dans un endroit sec et sans vibrations.

Exemple hypothétique : moteur 90 kW pour une pompe centrifuge

Exemple hypothétique : Une installation d'irrigation cherche un moteur de 90 kW pour une pompe centrifuge tournant à environ 1480 tr/min. Comme la pompe demande un faible couple au démarrage et que le transformateur du site est limité, un démarrage étoile-triangle est prévu. Le modèle qui correspond à la vitesse de la pompe est le 280M-4 (1486 tr/min, 155 A). L'ingénieur d'armoire calcule la section à partir du courant nominal de 155 A, du tracé de câble et du mode de pose ; le socle ne change pas car il est identique à celui de l'ancien moteur en carcasse 280M. Si la pompe avait exigé 1000 tr/min, une carcasse 315M et un nouveau socle auraient été nécessaires.

Vous trouverez des informations propres aux applications de pompage sur notre page des moteurs électriques pour pompes, et toute notre gamme en grande carcasse dans la catégorie des modèles à carcasse fonte.

Conclusion et informations nécessaires pour la commande

Le choix d'un moteur de 90 kW commence par la vitesse : carcasse 280M à 3000 et 1500 tr/min, carcasse 315M à 1000 tr/min. Viennent ensuite le mode de démarrage, les données d'armoire et de câble, puis la préparation du transport et de la fondation. Avant de commander, préparez la puissance, la vitesse, la forme de montage, la tension du réseau, le mode de démarrage, l'application et, si possible, une photo de la plaque du moteur existant.

Consultez les modèles 90 kW et les prix actuels dans notre boutique en ligne. Envoyez la photo de plaque, la vitesse et les informations de montage de votre moteur actuel via la page d'envoi de plaque et demandez un devis pour le modèle adapté.

Questions fréquentes

Combien de HP fait un moteur de 90 kW ?

90 kW correspondent à environ 121 HP ; sur le marché et dans les fiches produit, cette puissance est désignée par 125 HP. Le choix se fait sur la valeur en kW.

Pourquoi le moteur 90 kW 1000 tr/min a-t-il une carcasse plus grande ?

À puissance égale, le couple augmente quand la vitesse baisse, et un paquet magnétique plus grand est nécessaire pour produire ce couple. C'est pourquoi le modèle 90 kW à 6 pôles est en carcasse 315M et les modèles à 2 et 4 pôles en carcasse 280M.

Peut-on démarrer un moteur de 90 kW en direct ?

C'est techniquement possible, mais comme le courant de démarrage atteint plusieurs fois le courant nominal, le transformateur et le réseau de la plupart des sites ne le permettent pas. On préfère généralement l'étoile-triangle, le démarreur progressif ou le variateur de fréquence.

Qui détermine la section de câble d'un moteur de 90 kW ?

L'ingénieur de projet ou d'armoire calcule la section de câble selon le courant nominal, le mode de démarrage, la longueur du tracé, le mode de pose et la température ambiante.