Comment choisir les moteurs electriques ?

Sélectionner des moteurs electriques n’est pas chose aisée, c’est avant tout un travail de spécialiste. Pour cette raison, nous vous conseillons de vous documenter avant d’effectuer votre achat. Tous les produits vendus en ligne, même par des boutiques spécialisées n’ont pas les mêmes niveaux de qualité. Souvent, ils n’ont pas pour vocation de s’adapter à toutes les applications. Pour cela, il est important de définir votre besoin. En effet, le prix est important mais n’est pas l’unique critère de sélection.

Des spécialistes à votre service

Spécialiste des moteurs electriques depuis 1996, nous sommes en mesure de proposer sur notre boutique de nombreux produits qui offrent tous un excellent rapport qualité prix. Afin de vous donner des bases qui vous permettrons de mieux comprendre les moteurs electriques nous avons rédigé cette page. Après sa lecture, vous serez en mesure de faire la différence entre les produits que vous pouvez trouver sur le marché.

Si vous concevez une machine complexe utilisant des moteurs electriques, à moins que vous ayez des connaissances approfondies, il faudra vous rapprocher d’un spécialiste qui vous assistera dans le choix et la définition de votre besoin. En revanche, si vous concevez une machine simple ou que vous remplacez un moteur suite à une panne c’est plus simple. Pour cela, nous vous invitons à étudier la suite de cette page:

Moteurs electriques

Nous avons pour objectif de vous donner un bagage technique qui vous permettra de mieux comprendre les moteurs electriques. Ainsi, vous pourrez faire la différence entre les produits du marché.

Types de moteurs électriques

Il existe de nombreuses technologies qui reposent sur des principes de fonctionnement totalement différents. Par exemple, vous pouvez trouvez sur une installation existante des moteurs electriques à courant alternatif monophasés ou triphasés tel que les moteurs asynchrones à cage d’écureuil (disponibles sur notre boutique) et les moteurs à bagues. Vous pouvez aussi rencontrer des moteurs electriques à courant continu à excitation séparée, à excitation shunt, à excitation série ou à excitation série – parallèle. Sur un équipement basse tension il y aura probablement des moteurs electriques continus à aimant permanent. Enfin, nous pouvons mentionner, les moteurs electriques sans balais (brushless) et les moteurs electriques pas à pas.

Options de constructions

Tous ces types de produits peuvent se décliner avec différentes options: construction pour un environnement particulier (atmosphère explosive, tropicale, corrosive, températures élevées …), frein, tachymètre (mesure de vitesse), codeur (mesure de position) …

De plus, ces options diffèrent énormément. Par exemple, ils existent différents modèles des freins qui répondent à chaque fois à un cahier des charges précis: rapidité de réponse, couple, tension d’alimentation ….

Pour les équipements triphasés 380V et monophasés 220V, les moteurs electriques asynchrones à cage d’écureuil sont les plus courants. En effet, ils sont simples de construction, fiables et performants. Cependant il existe une exception notoire pour certains appareils électroportatifs qui utilisent souvent des moteurs dit universels beaucoup moins chers.

Moteurs electriques asynchrone à cage

Nous nous excusons auprès des puristes mais ce texte a pour vocation de donner à nos clients des explications simples permettant de choisir un produit. Pour cela il est nécessaire que certains principes soient acceptés sans pour autant les comprendre en détail.

Dans un moteur à cage, le stator convertit l’énergie électrique alternative en champ magnétique tournant grâce à des bobines. Sous l’effet des champs magnétiques générés par le stator, le rotor à cage d’écureuil se met à tourner. La vitesse de rotation est liée à la fréquence du réseau alimentant les bobines et du nombre de pôles magnétiques du moteur. Par exemple, sur le réseau français 50 Hz (50 périodes par seconde) un moteur électrique 2 pôle devrait tourner à la vitesse synchrone de 50 tr/s soit 3000 tr/min (50 tr/s x 60 s/min). De plus, l’augmentation du nombres de paires de pôles a pour effet de réduire la vitesse.

Le tableau ci-dessous donne la vitesse synchrone d’un moteur électrique en fonction du nombre de pôles.

PÔLES TR/MIN à 50 HZ
2 3000
4 1500
6 1000
8 750

Vitesses des moteurs électriques asynchrones

En pratique, un moteur à cage tourne un peu moins vite que la vitesse synchrone c’est pour cela qu’il est appelé  moteur asynchrone. Il y a un léger glissement entre la vitesse synchrone et la vitesse réelle obtenue à la charge nominale du moteur. Pour cette raison, vous trouverez sur la plaque signalétique une vitesse à 50 Hz légèrement inférieure aux vitesses synchrones de notre tableau.

Moteurs electriques américains

Pour les moteurs electriques vendus aux USA les plaques signalétiques font apparaître en plus une vitesse légèrement supérieure avec une fréquence de 60 Hz qu’il ne faut pas prendre en compte. Nos clients font parfois l’erreur de penser qu’il s’agit de moteurs electriques à deux vitesses. Sachant qu’un moteur à cage ne peux avoir à 50Hz qu’une vitesse légèrement inférieure à celles du tableau ci-dessus ; cela est aussi vrai pour un moteur 2 vitesses qui fonctionne sur le même principe. Dans ce cas nous aurons par exemple un moteur 4-2 pôle (3000 – 1500 tr/min) avec une plaque indiquant 2800 – 1400 tr/min (non disponible sur www.moteur-electrique-pro.fr).

Construction d’un moteur asynchrone à cage:

Les moteurs electriques triphasés ou monophasés commercialisés sur www.moteur-electrique-pro.fr comprenne un stator (partie fixe) et un rotor (partie tournante).

Moteurs electriques asynchrone fabrication
Moteurs électriques asynchrone fabrication

Le rotor est maintenu dans le stator par deux roulements logés dans un flasque à l’arrière et un flasque ou une bride à l’avant. A l’arrière, un ventilateur fixé sur le rotor refroidit le moteur. Un carter protège l’arrière du moteur. A l’avant, l’arbre traverse le flasque ou la bride. La partie avant de l’arbre est rainurée avec une clavette et un trou taraudé au centre. Pour éviter que des corps étranger entrent en contact avec l’intérieur des moteurs electriques ils sont équipés de joints.

L’importance des composants des moteurs electriques

Les moteurs electriques à cage sont les plus communs et les plus simple d’utilisation. Il sont robustes à condition qu’ils intègrent des composants de qualité. Lors du choix d’un moteur asynchrone amené à fonctionner régulièrement il faut être très vigilant sur la durée de vie des roulements et des autres composants . BSM Transmissions commercialise des produits dont la longévité est démontrée.

Roulements

Les roulements que nous utilisons sont de haute qualité. Sur la gamme premium ils proviennent de fournisseurs renommés tel que FAG, SKF, NSK etc… Pour cette gamme de moteur la durée de vie nominale des roulements sans forces axiales et avec un accouplement horizontale du moteur est de 40.000 heures. Si la force maximale axiale est appliquée, la durée de vie des roulements est de 20.000 heures.

Une erreur assez fréquente lors du choix d’un moteur à cage est de ne pas prendre en considération les efforts axiaux. Par exemple, les applications qui utilisent des transmissions par poulie-courroie sur les gros moteurs électriques imposent souvent l’utilisation à l’avant de roulements à rouleaux. L’utilisation de roulements à billes dans ce type de situation peut réduire considérablement la durée de vie des moteurs.

Stockage

Après un stockage de 12 mois la qualité de la graisse est à vérifier. Si la graisse n’a pas une apparence pure, par exemple : trace d‘humidité… etc, elle doit être changée. La graisse est à renouvelé tout les 3 ans. Nos volumes des ventes garantissent que notre stock tourne régulièrement de plus nous apportons une attention particulière à nos conditions de stockage.

 

Normalisation

Afin de permettre la standardisation il existe des normes. Les moteurs electriques asynchrones courants ont 2, 4, 6 ou 8 pôles. Nous avons vu dans ce qui précède que le nombre de pôles définit la vitesse à 50 Hz 3000, 1500, 1000 et 750 tr/min.

La norme impose des puissance en kw et pour chaque combinaison puissance-vitesse des dimensions de montages en particulier la hauteur de l’axe souvent associée au type du moteur.

Cependant les moteurs electriques à cage d’écureuil ne sont pas toujours normalisés. Dans le cadre d’un remplacement il est donc important de vérifier en priorité si le moteur est normalisé.

Puissance d’un moteur normalisé

Nous vous conseillons de commencer par vérifier la puissance indiquée sur la plaque signalétique du moteur électrique existant. Pour vous facilité la tâche, le tableau ci-dessous donne en kilowatt et en cheval (horse power = HP) les puissances normalisées à 50 Hz jusqu’à 7.5 kW. Attention cependant à bien prendre en compte la puissance à 50 Hz et pas à 60 Hz qui est parfois aussi indiquée sur votre plaque signalétique.

kW HP
0,06 0,08
0,09 0,12
0,12 0,16
0,18 0,24
0,25 0,34
0,37 0,5
0,55 0,74
0,75 1
1,1 1,47
1,5 2,01
2,2 2,95
3 4,02
4 5,36
5,5 7,37
7,5 10,05

 

NB : 1 kW = 1.34 ch (hp) – 1 W = 0.00134 ch (hp)

Les valeurs du tableau sont approximatives : 0.06 kW correspond exactement à 0.080461333033459 ch (hp).

Dans le tableau, nous le noterons : 0.08 ch (hp).

Arbre et hauteur d’axe des moteurs electriques normalisés

La norme défini entre autre les dimensions des arbres ainsi que la hauteur d’axe des moteurs electriques normalisés. Le tableau ci-dessous reprends ces informations pour 2 et 4 pôles. Par exemple si la plaque signalétique de votre moteur indique 0.37 kW 1460 tr/min à 50Hz. Si il s’agit d’un moteur normalisé sa hauteur d’axe sera de 71mm et l’arbre aura un diamètre de 14mm et une longueur de 30mm et souvent vous pourrez lire 71 (hauteur d’axe) et 4 (nombre de pôles) sur le type.

hauteur d’axe diamètre d’arbre longueur d’arbre 2 pôles

3000 tr/min

4 pôles

1500 tr/min

56 mm 9 mm 20 mm 0.12 kW 0.09 kW
63 mm 11 mm 23 mm 0.18 kW

0.25 kW

0.12 kW

0.18 kW

71 mm 14 mm 30 mm 0.37 kW

0.55 kW

0.25 kW

0.37 kW

80 mm 19 mm 40 mm 0.75 kW

1.1 kW

0.55 kW

0.75 kW

90 mm 24 mm 50 mm 1.5 kW

2.2 kW

1.1 kW

1.5 kW

100 mm 28 mm 60 mm 3.0 kW 2.2 kW

3.0 kW

112 mm 28 mm 60 mm 4.0 kW 4.0 kW
132 mm 38 mm 80 mm 5.5 kW

7.5kW

5.5 kW

7.5 kW

Fixation d’un moteur asynchrone à cage normalisé:

De façon générale les moteurs electriques sont fixés soit par des pattes, soit par des brides soit les deux en même temps.

B3 Fixation à pattes

B5 Fixation bride à trous lisse

B14 Fixation bride à trous taraudés

Les fixations  sont combinables, ce qui donne :

B3 +B5 = Fixation B35 : Moteurs bride à trous lisse + pattes

B3+ B14 = Fixation B34 : Moteur bride à trous taraudés + pattes

 

Pieds d’un moteur électrique

Les pattes du moteur sont démontables.

Les pieds sont fixés avec deux vis à la carcasse et peuvent être montés sur le côté. La position standard de la boite à borne en B3 est vers le haut. Pour la gamme prémium  « carcasse aluminium » la boite à borne est orientable car les pattes peuvent être montées sur le côté.

De manière identique, les moteurs electriques en vente sur notre site peuvent être modifié de B35 à B5 ou de B34 à B14 sans problème.

Position de fonctionnement du moteur électrique

Les moteurs électriques que nous commercialisons sont conçus pour fonctionner aussi bien à la verticale qu’à l’horizontale dans toutes les positions. Cependant ce n’est pas forcément le cas de tous les produits sur le marché il faut donc rester vigileant.

Il est important d’assurer une surface plane pour votre installation. De plus, les vis des pieds ou bride doivent être montés de manière appropriée avec un alignement précis en cas d’accouplement direct. Enfin, il faut savoir que les défauts d’alignements sont une cause fréquente de panne d’un moteur.

Pour un moteur asynchrone utilisé avec arbre vers le bas à l’extérieur et dans un environnement poussiéreux, nous vous recommandons d’utiliser une tôle parapluie.  A ce jour, nous ne commercialisons pas cette option sur www.moteur-electrique-pro.fr . Cependant pour les professionnels BSM Transmissions peut fournir cette option mais aussi des roulements spéciaux sur demande.

Protection

L’indice de protection IP des appareils électriques indique le niveau de protection contre les corps solide (premier chiffre) et liquide (second chiffre). Plus l’indice est élevé plus la protection est importante. A ce jour, si vous achetez des moteurs electriques asynchrones sur www.moteur-electrique-pro.fr ils seront IP55 nous ne commercialisons pas de moteurs asynchrones IP44 car ils se dégradent rapidement dans les environnements habituels d’utilisation. En général, la protection IP55 est indispensable mais aussi suffisante pour la majeure partie des applications. En effet, le premier 5 correspond a une protection contre les dépôts de poussières, le second a une protection contre les jets d’eau (dans des conditions déterminée par la norme).

Attention l’indice IP d’un moteur Transtecno 12 et 24V est plus faible pour le connaître il faut consulter la fiche technique du produit.