Moteurs asynchrones industriels - Solutions techniques pour l'industrie
Les moteurs asynchrones industriels sont des équipements essentiels pour de nombreux procédés :
Fiabilité et robustesse adaptées aux environnements industriels exigeants
Large gamme de puissances pour différentes applications (de 0,18 kW à plusieurs MW)
Vitesses variables grâce aux variateurs de fréquence modernes
Rendement énergétique optimisé selon les classes d'efficacité (IE1 à IE4)
Pourquoi utiliser des moteurs asynchrones industriels ?
Principes fondamentaux des moteurs asynchrones
Concepts essentiels :
Fonctionnement basé sur l'induction électromagnétique
Création d'un champ magnétique tournant dans le stator
Induction de courants dans le rotor créant son propre champ magnétique
Vitesse de rotation inférieure à la vitesse de synchronisme (d'où le terme "asynchrone")
Glissement : différence entre vitesse synchrone et vitesse réelle
Avantages techniques
Bénéfices industriels :
Construction robuste et fiable avec peu d'entretien
Absence de balais ou de collecteurs (sources d'usure)
Démarrage simple et fonctionnement stable
Bon rapport qualité/prix et disponibilité
Adaptation facile à diverses applications industrielles
Possibilité de fonctionnement en ambiance difficile
Paramètres de sélection clés
Critères essentiels :
Puissance nominale adaptée à l'application
Vitesse de rotation requise (nombre de pôles)
Type d'alimentation (monophasée ou triphasée)
Mode de démarrage (direct, étoile-triangle, variateur)
Classe d'efficacité énergétique (IE1, IE2, IE3, IE4)
Indice de protection IP et classe d'isolation
Types de moteurs asynchrones triphasés
Les moteurs asynchrones se distinguent par leurs technologies, performances et domaines d'application spécifiques :
Moteurs à cage d'écureuil
Caractéristiques :
Rotor composé de barres conductrices court-circuitées
Construction simple et robuste
Absence de contacts glissants
Maintenance minimale requise
Avantages :
Excellente fiabilité et longue durée de vie
Résistance aux environnements difficiles
Coût de fabrication optimisé
Applications :
Applications standards dans tous secteurs
Équipements nécessitant peu de maintenance
Environnements exigeants (poussière, humidité)
Moteurs à rotor bobiné (à bagues)
Caractéristiques :
Rotor avec enroulements connectés à des bagues collectrices
Possibilité d'insérer des résistances dans le circuit rotorique
Contrôle accru du couple et de la vitesse
Démarrage progressif avec courant réduit
Avantages :
Couple de démarrage élevé et ajustable
Limitation du courant de démarrage
Contrôle de vitesse par rhéostat rotorique
Applications :
Charges à forte inertie
Équipements nécessitant démarrage progressif
Équipements nécessitant un demandant un fort couple de démarrage (ex : broyeurs)
Applications avec variations de charge importantes
Fabricants de moteurs asynchrones
Fabricants européens
Siemens: Leader allemand offrant une large gamme de moteurs asynchrones, reconnu pour sa qualité et ses innovations technologiques.
ABB: Groupe suisso-suédois proposant des moteurs à haut rendement et des solutions intégrées moteur-variateur.
WEG: Fabricant brésilien avec forte présence européenne, spécialisé dans les moteurs électriques de toutes gammes.
Leroy-Somer (Nidec): Entreprise française renommée pour ses moteurs industriels et variateurs de vitesse.
Nord Drivesystems: Spécialiste allemand des solutions d'entraînement industrielles intégrées.
VEM: Fabricant allemand de moteurs électriques industriels haute qualité pour applications exigeantes.
Fabricants américains et asiatiques
Baldor (ABB): Fabricant américain renommé pour ses moteurs industriels haute performance.
TECO: Groupe taïwanais offrant une large gamme de moteurs pour applications diverses.
Nidec: Conglomérat japonais leader mondial des petits moteurs électriques.
Hyundai Electric: Fabricant coréen de moteurs industriels et équipements électriques.
Marathon Electric: Fabricant américain spécialisé dans les moteurs pour applications industrielles.
Critères de sélection des fabricants
Qualité et fiabilité des produits proposés
Service après-vente et disponibilité des pièces détachées
Présence locale pour le support technique
Expertise spécifique dans votre secteur d'activité
Rendement énergétique et classes d'efficacité proposées
Innovation technologique et perspectives d'évolution
Évolution des technologies
Ces dernières années, les fabricants ont concentré leurs efforts sur:
L'amélioration de l'efficacité énergétique (moteurs IE4 et IE5)
L'intégration des moteurs avec l'électronique de commande
Le développement de moteurs compacts à couple élevé
L'adaptation aux exigences de l'Industrie 4.0 (capteurs intégrés)
Le choix d'un fabricant doit s'appuyer sur une analyse des besoins spécifiques de votre application, ainsi que sur les considérations de support à long terme et de coût global d'exploitation.
Applications industrielles
Industrie manufacturière
Lignes de production et convoyeurs
Machines-outils (tours, fraiseuses, rectifieuses)
Systèmes de manutention et levage
Presses et équipements de formage
Systèmes d'aspiration et filtration
Bénéfices : Fiabilité, durabilité, contrôle précis, adaptabilité aux cycles de production.
Industrie agroalimentaire
Mélangeurs et malaxeurs
Systèmes de convoyage et dosage
Équipements de conditionnement
Pompes et systèmes de circulation
Chambres froides et systèmes de ventilation
Bénéfices : Hygiène (IP66/67), résistance au nettoyage, contrôle précis des processus.
HVAC et gestion de bâtiments
Ventilateurs et extracteurs d'air
Pompes de circulation pour chauffage/climatisation
Compresseurs pour systèmes de refroidissement
Systèmes de traitement d'air
Équipements d'économie d'énergie
Bénéfices : Efficacité énergétique, fonctionnement silencieux, contrôle précis des paramètres.
Industrie minière et extraction
Convoyeurs et transporteurs
Systèmes de concassage et broyage
Pompes d'exhaure et de circulation
Ventilateurs pour aération des galeries
Équipements d'extraction et de levage
Bénéfices : Robustesse extrême, résistance aux environnements poussiéreux, couple élevé.
Traitement de l'eau et environnement
Pompes de circulation et de relevage
Aérateurs et systèmes d'oxygenation
Dégrilleurs et systèmes de filtration
Agitateurs et mélangeurs
Équipements de traitement des boues
Bénéfices : Résistance à l'humidité, fiabilité longue durée, efficacité énergétique.
Les solutions à vitesse variable pour optimisation énergétique
Les nouveaux matériaux pour réduire les pertes magnétiques
L'adaptation aux exigences environnementales et normes d'émissions
Les moteurs synchrones à aimants permanents comme alternative efficace
Maintenance préventive des moteurs asynchrones
Une maintenance régulière et adaptée des moteurs asynchrones est essentielle pour garantir leur performance, leur fiabilité et leur longévité. Voici les pratiques recommandées :
Inspection visuelle et mécanique
Vérification des fixations : Serrage des boulons et supports
Contrôle des vibrations : Identification des déséquilibres, désalignements et roulement défecteux
Inspection des accouplements : État et alignement
Contrôle de la température : Points chauds anormaux
Maintenance pluriannuelle : Remplacement préventif des roulements
Approche recommandée : Adapter la fréquence selon la criticité du moteur dans le processus et les conditions d'exploitation.
Bénéfices d'une maintenance optimisée
Réduction des pannes : Jusqu'à 70% des défaillances évitables
Prolongation de la durée de vie : +30% à +50% selon applications
Économies d'énergie : 5-10% par optimisation du fonctionnement
Diminution des coûts : ROI de 3 à 5 fois le coût de maintenance
Planification des arrêts : Réduction des impacts sur la production
Retour sur investissement : Une maintenance bien planifiée coûte 3 à 5 fois moins qu'une réparation d'urgence ou un remplacement prématuré.
Focus sur les problèmes courants
Problèmes mécaniques
Roulements défectueux : mauvais type de roulement monté (notamment sur un accouplement poulie courrie), problèmes de surgraissage, manque de maintenance préventive
Désalignement : oubli / mauvais montage
Déséquilibre : oubli d'équilibrer l'ensemble rotor + accouplement lors d'un changement de type d'accouplement
Problèmes électriques
Défauts d'isolation : atttention aux courants généré par les variateurs (protégez vos moteurs par des roulements / paliers isolés)
Déséquilibre de phases : problème d'alimentation (contacteur défectueux)
Harmoniques : solutions de filtrage
Surcharges : changement de process menant à une surcharge du moteur. Pour éviter sa dégradation veillez à bien régler ses protections thermiques.
Nous contacter
Pour plus d'informations sur nos moteurs asynchrones industriels, toute question technique ou demande de devis personnalisé :
contactez nos experts pour vous accompagner.
Nos services
Étude technique et dimensionnement des systèmes d'entraînement
Conseil spécialisé sur le choix du moteur adapté à votre application
Assistance à l'installation et mise en service
Fourniture de pièces détachées d'origine
Rebobinage et réparation de moteurs toutes marques
Notre équipe d'experts
Nos ingénieurs spécialisés dans les technologies d'entraînement électrique vous accompagnent pour :
Analyser vos besoins spécifiques
Optimiser vos installations existantes
Réduire vos coûts d'exploitation
Résoudre vos problématiques techniques particulières
Vous conseiller sur les meilleures solutions énergétiques
Fixation, montages d'un moteur asynchrone triphasé
Les types de fixations des moteurs électriques industriels sont définis par la norme IEC 60034-7. Elles sont classifiées en 4 grandes catégories :
A pattes
A trous lisses (FF)
A trous taraudés (FT)
Sans palier avant
Branchement d'un moteur asynchrone triphasé
Le branchement d’un moteur asynchrone triphasé dépend de son type (à cage d’écureuil, a rotor bobiné / à bagues, dahlander, …). Les moteurs à cage d’écureuil représentent plus de 80% des moteurs dans l’industrie, nous allons donc développer leur branchement.
Le branchement d’un moteur asynchrone triphasé à cage :
Pour réaliser le branchement d’un moteur asynchrone triphasé, il va falloir connaitre son couplage. Il existe de nombreux couplages mais l’on en trouve majoritairement deux : triangle et étoile. Pour déterminer le couplage d’un moteur, il y a 4 étapes :
1. Connaitre la tension et la fréquence de votre alimentation réseau. En France la fréquence du réseau est à 50Hz et la tension triphasé est généralement de 400V dans l’industrie. Si vous ne la connaissez pas vous pouvez la retrouver à l’aide d’un voltmètre ou d’un multimètre.
2. Trouver le couplage à réaliser sur la plaque signalétique.
Sur cette plaque signalétique, pour un réseau à 50Hz et 400V il faut réaliser un couplage triangle (symbole Λ à côté de la tension 400V pour 50Hz).
A noter :
Les tensions sont toujours annoncées dans l’ordre triangle étoile : 230/400 V signifie que l’on a un couplage 230V
Vous pourrez trouver les symboles : Λ, Δ et D (couplage triangle) et Y (couplage étoile).
3. Réaliser le couplage à l’aide des barrettes
Les barrettes seront donc disposés comme la photo de droite afin d’obtenir un couplage en triangle. La photo de gauche est celle d’un couplage en étoile.
4. Branchement des câbles d’alimentation réseau
Pour ce faire il vous faudra suivre un ordre spécifique comme montré dans les images ci-dessous :
Veillez à faire attention à respecter les distances de sécurité minimales :
Tension
Distance minimale de sécurité (mm)
U ≤ 440 V
4
440 < U ≤ 690 V
5.5
690 < U ≤ 1000 V
8
1000 < U ≤ 6900 V
45
6900 < U ≤ 11000 V
70
11000 < U ≤ 16500 V
105
Le branchement des moteurs asynchrones triphasés de tous types :
Vous trouverez dans le tableau ci-dessous un résumé du branchement des différents types de moteurs électriques asynchrones triphasés :
Plaque signalétique d'un moteur asynchrone triphasé
La plaque signalétique donne rapidement les caractéristiques techniques et les performances d’un moteur. Au travers de ce paragraphe nous allons vous aider à comprendre votre plaque signalétique.
Plaque signalétiques chez WEG :
Plaque signalétique pour les hauteurs d’axe de 63 à 132 :
Plaque signalétique pour les hauteurs d’axe de 160 à 355 :
1 : Le numéro de série SAP du moteur. Ce numéro de série permet à WEG d’accéder à toutes les informations techniques du moteur.
2 : Le nombre de phases d’alimentation : 3~ indique que l’on a 3 phases (on est bien sur un moteur triphasé).
3 : La tension d’alimentation en volts.
4 : Le numéro de service de fonctionnement indique le mode de fonctionnement pour lequel le moteur est construit. S1 indique un service continu à charge constante égale à la puissance nominale du moteur. Il existe au total 10 services type normalisés.
A noter : utiliser un autre service que celui pour lequel le moteur est conçu peut entraîner des surchauffes.
5 : Indice Enérgétique (IE) / Classe de rendement IE défini par la norme CEI/EN 60034-30.1
6 : Carcasse du moteur : cette dénomination normalisée donne la hauteur d’axe de votre machine ainsi que son empattement. Dans nos exemples, « 132 » correspond à la hauteur d’axe et « S » à l’empattement ; « 315 » correspond à la hauteur d’axe et « S/M » à l’empattement.
7 : Indice de protection IP donne les indications sur la protection du moteur face aux poussières et à l’eau. Les moteurs en IP55 (indice standard chez weg) sont donc protégés contre les dépôts de poussières et les jets d’eau à la lance.
8 & 9 : La classe d’isolation correspond à l’échauffement maximal admissible par les enroulements.
10 : La fréquence du réseau d’alimentation
11 : La puissance nominale
12 : La vitesse nominale en fonction de la tension
13 : La courant nominal
14 : Le facteur de puissance ou cos φ
15 : La température ambiante maximale (°C)
16 : Le facteur de service : il s’agit d’un pourcentage estimant la surcharge admissible par un moteur sur une période courte. Un facteur de service de 1.00 ne modifie donc pas à la puissance nominale plaquée. Si vous êtes face à un moteur ayant un facteur de service de 1.2 alors la puissance nominale pourra être dépassée de 20% temporairement.
17 : L’altitude
18 : La masse du moteur
19 : Le type de roulement côté accouplement et côté opposé à l’accouplement
21 : Le type de graisse
22 : Les diagramme de couplage : on retrouve le schéma de câblage en fonction du triangle ou étoile.
23 : Les intervalles de lubrification en heures
24 : Les labels de certification
25 : La date de fabrication
26 : Le numéro de série
27 : Le rendement à 100%, 75 et 50% de la charge
28 : La méthode de refroidissement
29 : Le design
Quelles sont les différents types de moteurs asynchrones triphasés ?
Il existe principalement deux types de moteurs asynchrones triphasés : les moteurs à cage d’écureuil et les moteurs à rotor bobiné.
Quels sont les avantages des moteurs asynchrones triphasés ?
Robustesse : Conception simple et robuste, nécessitant peu d’entretien.
Fiabilité : Longue durée de vie et performance stable.
Efficacité Énergétique : Consommation énergétique optimisée, réduisant les coûts d’exploitation.
Polyvalence : Adaptés à une large gamme d’applications industrielles, de la ventilation aux machines-outils.
Comment choisir le bon moteur asynchrone triphasé pour mon application ?
Puissance Requise : Calculer la puissance nécessaire pour répondre aux besoins spécifiques de l’application.
Vitesse : Déterminer la vitesse de rotation requise, généralement exprimée en tours par minute (tr/min).
Tension d’Alimentation : Choisir entre les configurations 230/400V et 400/690V en fonction de votre système électrique.
Type de fixation : afin de choisir la bon type de montage : bride, pattes, etc.
Environnement d’Utilisation : Tenir compte des conditions environnementales, telles que la température, l’humidité, et la présence de poussières ou de gaz corrosifs.
Classe d’Isolation et Degré de Protection : Sélectionner les caractéristiques adaptées pour garantir la durabilité et la sécurité du moteur dans des environnements spécifiques.
Les moteurs avec une fixation à pattes :
La fixations la plus commune de cette catégorie et dans l’industrie est la B3 : un moteur à pattes avec l’arbre en position horizontale.
Vous trouverez ci-dessous les différents montages (cliquez sur les images pour en savoir plus) :
moteur électrique schéma fixation-B3
moteur électrique schéma fixation-V6
moteur électrique schéma fixation-V5
moteur électrique schéma fixation-B8
moteur électrique schéma fixation-B7
moteur électrique schéma fixation-B6
Les moteurs avec une fixation à bride de fixation à trous lisses (FF) :
La fixations la plus commune de cette catégorie et dans l’industrie est la B5 : un moteur avec une bride à trous lisses avec l’arbre en position horizontale.
Vous trouverez ci-dessous les différents montages (cliquez sur les images pour en savoir plus) :
moteur électrique schéma fixation-B5
moteur électrique schéma fixation-B35
moteur électrique schéma fixation-V3
moteur électrique schéma fixation-V1
moteur électrique schéma fixation-V15
moteur électrique schéma fixation-V69
Les moteurs avec une fixation à bride de fixation à trous taraudés (FT) :
La fixations la plus commune de cette catégorie et dans l’industrie est la B14 : un moteur avec une bride à trous taraudés avec l’arbre en position horizontale.
Vous trouverez ci-dessous les différents montages (cliquez sur les images pour en savoir plus) :
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