Grâce à sa structure de bobinage à six pôles, le moteur asynchrone de 45 kilowatts qui tourne autour de 1000 tours par minute se distingue sur les lignes où la puissance doit être convertie en couple de rotation plutôt qu'en vitesse. Dans les conditions de la Türkiye, où la fréquence du réseau est de 50 Hz, cette classe de vitesse donne, une fois le glissement déduit, une vitesse d'arbre située approximativement entre 970 et 985 tr/min et offre notamment la possibilité de simplifier les organes de transmission en réduisant le rapport du réducteur. Dans les sections ci-dessous, nous traitons en détail technique le comportement électrique de ce moteur, les options de carter et les points à surveiller lors de l'utilisation sur site.

Signification des six pôles et calcul de la vitesse

Dans les moteurs asynchrones, la vitesse de synchronisme dépend de la fréquence et du nombre de pôles. La formule s'écrit n = 120 × f / p ; f est ici la fréquence et p le nombre de pôles. Dans un moteur à six pôles, à une fréquence de 50 Hz, la vitesse de synchronisme est de 120 × 50 / 6 = 1000 tr/min. Le rotor à cage d'écureuil ne parvient pas à rattraper entièrement ce champ synchrone ; le glissement (slip) qui apparaît sous charge se situe typiquement entre 1,5 % et 3 %. C'est pourquoi l'arbre nominal d'un moteur de 45 kW à 6 pôles tourne généralement autour de 980 tr/min. Une vitesse plus basse signifie un couple plus élevé à puissance égale : avec la relation T = 9550 × P / n, le couple nominal atteint environ 438 Nm pour 45 kW et 980 tr/min. Si nous voulions obtenir la même puissance d'un moteur à 4 pôles (1500 tr/min), le couple descendrait à 286 Nm. C'est précisément cet écart qui explique la supériorité de la classe à six pôles sur les charges à démarrage difficile.

Données électriques et mécaniques de la classe 45 kW

  • Puissance nominale : 45 kW (environ 60 ch)
  • Pôles / vitesse de synchronisme : 6 pôles, 1000 tr/min (~980 tr/min sous charge)
  • Tension / fréquence : 400 V, 50 Hz ; couplage étoile en 690 V possible avec un bobinage à double tension
  • Isolation : bobinage de classe F, exploité avec une élévation de température de classe B afin de laisser une marge thermique à l'isolation
  • Indice de protection : IP55 en standard, IP56/IP65 en option pour les milieux poussiéreux
  • Mode de service : régime continu S1
  • Carter : généralement carcasse IEC 250M ou 280S/M
  • Refroidissement : IC411, autoventilé par un ventilateur monté sur le carter (TEFC)

À ce niveau de puissance, le courant de démarrage pouvant atteindre 6 à 7 fois le courant nominal, préférer un couplage étoile-triangle ou un démarreur progressif (soft starter) au démarrage direct protège le réseau. Avec un variateur de fréquence, le courant de démarrage peut être maintenu sous la valeur nominale.

Pourquoi le carter en fonte est important

Sur les moteurs de 45 kW et plus, la fonte grise (GG/GJL) est retenue comme matériau de carter. La masse élevée de la fonte amortit les vibrations qui se produisent pendant le fonctionnement et réduit la résonance ; cela prolonge la durée de vie des roulements. La conductivité thermique de la fonte facilite en outre le transfert de la chaleur accumulée dans le bobinage vers les ailettes du carter. Même si les carters en aluminium sont plus légers, la fonte se distingue dans cette classe de puissance sur le plan de la résistance mécanique et de la masse thermique. Vous trouverez également les détails sur les avantages de la fonte en exploitation dans notre contenu moteurs AC asynchrones.

Où est-il utilisé

Le moteur de 45 kW à 1000 tr/min facilite le travail dans tout système qui augmente son couple en abaissant sa vitesse. Ses domaines d'application typiques sont les suivants :

  • Convoyeurs à bande et à chaîne fortement chargés
  • Pompes centrifuges à hauteur de refoulement élevée sur les lignes de traitement et de relevage
  • Ventilateurs industriels axiaux et radiaux, ventilateurs d'extraction de cheminée
  • Concasseurs à mâchoires et coniques dans les secteurs du ciment et des mines
  • Agitateurs, mélangeurs et systèmes de pétrissage
  • Unités d'entraînement des grues et des poulies de levage

Le point commun de ces applications est d'exiger un couple de démarrage élevé pour vaincre l'inertie de la charge au démarrage. La classe à six pôles répond naturellement à ce besoin.

3000 kWh d'économie annuelle grâce au passage à l'IE4

La norme IEC 60034-30-1 répartit les moteurs en classes de rendement, de IE1 à IE5. En Türkiye, une exigence minimale IE3 s'applique aux moteurs de 0,75 à 1000 kW. Sur un moteur de 45 kW à 6 pôles, le rendement IE3 est d'environ 94 % et l'IE4 d'environ 95 %. Même si l'écart d'un point paraît faible, il représente un montant considérable sur un moteur qui fonctionne 6000 heures par an sous charge. Par exemple, choisir l'IE4 au lieu de l'IE3 permet d'économiser environ 3000 kWh par an, selon le calcul 45 kW × 6000 heures × (1/0,94 − 1/0,95). Nous avons traité plus largement la portée pratique des classes de rendement dans notre article moteurs électriques IE3.

Choisissez la structure à pattes ou à bride pour convoyeur et concasseur

La façon dont le moteur est fixé à la machine influe directement sur l'application. Le carter à pattes B3 se boulonne sur un socle en béton ou un châssis en acier et constitue le standard des entraînements horizontaux tels que les convoyeurs et les concasseurs. La structure à bride B5 permet de boulonner le moteur directement sur le corps de la pompe ou du réducteur. La bride frontale B14 est quant à elle utilisée sur les raccordements de plus petit diamètre. La structure combinée B35, qui comporte à la fois pattes et bride, apporte de la souplesse au montage. Le diamètre d'arbre, la rainure de clavette et les trous de bride étant à la norme IEC, la carcasse 45 kW est compatible avec les accouplements et les poulies de toute marque.

Entretien et durée de service

Malgré sa construction robuste, tout moteur demande un contrôle périodique. Les points d'entretien recommandés :

  • Renouvellement de la graisse des roulements selon le calendrier d'entretien recommandé (généralement toutes les 3000 à 4000 heures)
  • Mesure de la résistance d'isolement du bobinage au mégohmmètre
  • Détection précoce d'un balourd ou d'une usure de roulement par mesure de vibration
  • Suivi de la température du carter et de la boîte à bornes par caméra thermique
  • Dépoussiérage du capot de ventilateur et des ailettes

Avec une lubrification correcte et des surfaces de refroidissement propres, les moteurs de cette classe peuvent fonctionner 12 à 15 ans sans interruption.

Erreurs à éviter au dimensionnement

Pour choisir un moteur de 45 kW à 1000 tr/min destiné à une application, la seule valeur de puissance ne suffit pas. Le couple de démarrage de la charge, le régime de service (continu ou avec arrêts-démarrages), la température ambiante et l'altitude, l'indice de protection nécessaire ainsi que le besoin de réglage de vitesse s'évaluent ensemble. À 1000 mètres au-dessus du niveau de la mer ou dans les milieux dépassant 40 °C, un déclassement (derating) de la puissance nominale du moteur peut être nécessaire. Pour le choix du modèle adapté à votre besoin et pour les informations de stock, vous pouvez consulter l'équipe DRG Motor via notre réseau d'approvisionnement basé à İzmir ; nous fournissons les moteurs de cette classe de puissance avec différentes options de carter et de rendement.