Les moteurs électriques de faible puissance à carter en fonte sont des moteurs asynchrones dont le carter est fabriqué en fonte grise au lieu de l'aluminium, dans la plage de puissance comprise entre 0,55 kW et environ 15 kW. Bien que le carter en aluminium soit répandu dans la classe des faibles puissances, la résistance et la stabilité mécanique apportées par la fonte prennent le dessus dans les environnements vibrants, soumis aux chocs et difficiles. Dans cet article, nous abordons les raisons pour lesquelles le carter en fonte est préféré aux faibles puissances en kW et les points auxquels il faut prêter attention.

Qu'est-ce qu'un carter en fonte

La fonte (fonte grise) est un type de fonte à teneur élevée en carbone, dont la capacité d'amortissement des vibrations est élevée grâce aux lamelles de graphite qu'elle contient. Lorsque le carter du moteur est coulé dans ce matériau, on obtient une structure à la fois mécaniquement rigide et résistante aux chocs. Il est plus lourd que l'aluminium, mais ce poids n'est pas un inconvénient dans la plupart des applications : c'est un avantage en matière d'amortissement des vibrations et de stabilité.

Pourquoi la fonte est préférée aux faibles kW

Aux puissances petites et moyennes, le carter en aluminium est répandu parce qu'il est léger et économique. Mais certaines applications demandent davantage au carter :

  • Les lignes de concassage, de criblage et de convoyage exposées à des vibrations et à des chocs permanents,
  • Les pompes et ventilateurs travaillant en extérieur, en milieu humide ou corrosif,
  • Les équipements mobiles exigeant un usage rude et des déplacements fréquents,
  • Les installations d'industrie lourde où l'on attend une résistance mécanique élevée et une longue durée de vie.

Dans ces conditions, le carter en fonte offre une durée de service bien plus longue que l'aluminium et réduit le risque de fissuration et de déformation du carter.

Gestion de la chaleur et refroidissement

La conductivité thermique de la fonte est inférieure à celle de l'aluminium ; c'est pourquoi, sur les moteurs à carter en fonte, les ailettes de refroidissement et la conception du ventilateur sont réalisées avec plus de soin. Comme la masse du carter est importante, l'inertie thermique est élevée, c'est-à-dire que le moteur garde sa température plus stable lors des variations brusques de charge. En régime de fonctionnement continu S1, les bobinages restent dans une plage de température sûre grâce à l'isolation de classe F et à une géométrie d'ailettes correctement conçue.

Des options au-delà de l'IP55 existent pour les environnements difficiles

Les moteurs en fonte de faible kW sont produits avec les valeurs standard du secteur. Ces moteurs triphasés 400V/50Hz à rotor à cage d'écureuil sont généralement proposés en versions 2, 4 et 6 pôles (soit respectivement 3000, 1500 et 1000 tr/min de vitesse de synchronisme). L'indice de protection est IP55 en standard, et des options IP supérieures sont disponibles pour les environnements difficiles. Du point de vue du rendement, la classe premium IE3 dans le cadre de la norme IEC 60034-30-1 est considérée comme le plancher dans la plupart des applications.

  • Plage de puissance : 0,55 - 15 kW
  • Classe d'isolation : F (155°C)
  • Protection : IP55
  • Régime de fonctionnement : S1 continu
  • Fixation : B3 à pattes, B5 et B14 à bride

La structure rigide de la fonte préserve l'alignement

Les moteurs de faible puissance à carter en fonte existent en variantes B3 à pattes, B5 à grande bride et B14 à petite bride à face. La structure rigide de la fonte permet à l'alignement de rester longtemps intact, en particulier sur les raccordements à bride ; c'est un point déterminant pour la durée de vie de l'accouplement et des paliers. Sur les montages B5/B14 raccordés directement à une pompe ou à un réducteur, l'amortissement des vibrations par le carter contribue à un fonctionnement plus silencieux de toute la ligne d'entraînement.

Liez le contrôle du graissage aux heures de fonctionnement

Le carter en fonte allège la charge d'entretien grâce à sa résistance mécanique ; le graissage des paliers, le nettoyage du capot de ventilateur et le contrôle de l'isolation du bobinage sont toutefois réalisés régulièrement. Si le carter est exposé à la corrosion, l'intégrité de la peinture et du revêtement est passée en revue, car la fonte est plus sujette à la rouille que l'aluminium en milieu humide. Avec un revêtement approprié et un entretien régulier, ces moteurs servent sans problème pendant de longues années.

L'avantage de l'amortissement des vibrations

La supériorité la plus nette de la fonte est la capacité de ses lamelles de graphite à amortir les vibrations et le bruit. Lorsque vous placez côte à côte le même moteur avec un carter en aluminium et avec un carter en fonte, celui à carter en fonte fonctionne généralement plus silencieusement et avec moins de vibrations. Cette propriété fait une grande différence sur les lignes où le choc mécanique est intense, comme les concasseurs, les cribles et les alimentateurs vibrants, car la vibration qui arrive au carter est absorbée dans une large mesure au sein du matériau avant d'être transmise aux paliers et au bobinage. Le résultat est une durée de vie des paliers plus longue et une ligne d'entraînement plus stable.

Équilibre entre coût et durée de vie

Un moteur à carter en fonte est généralement un peu plus cher et plus lourd qu'un moteur à carter en aluminium de même puissance. Mais dans la bonne application, cette différence est récupérée par une longue durée de service et un faible taux de panne. Dans un environnement difficile, alors que le carter en aluminium est exposé avec le temps à la déformation, à la fissuration ou aux dommages par choc, le carter en fonte conserve sa forme pendant des années. Au moment de décider, il est juste de regarder non pas le prix initial du moteur, mais le coût total de possession sur la durée d'utilisation attendue.

  • Investissement initial : un peu plus élevé que l'aluminium.
  • Durée de service : nettement plus longue en environnement difficile.
  • Pannes et arrêts : plus faibles grâce à la résistance mécanique.

Contrôle avant commande

La résistance offerte par le carter en fonte ne prend tout son sens que si le moteur est choisi à la bonne puissance. Un moteur choisi trop grand par rapport à la charge fonctionne en permanence à faible charge et perd son rendement et son facteur de puissance ; un moteur choisi trop petit est constamment contraint, s'échauffe et voit la durée de vie de son bobinage se raccourcir même si son carter est robuste. Le choix idéal est que la charge nominale du moteur soit proche du point de charge d'exploitation. Sur les charges de choc comme le concassage et le criblage, il faut laisser une réserve de couple capable d'absorber les pointes de charge brusques ; le carter en fonte protège la ligne d'entraînement en amortissant les vibrations apportées par ces pointes.

Choix selon les conditions ambiantes

Les moteurs de faible puissance à carter en fonte se distinguent surtout dans les environnements difficiles. Dans les zones poussiéreuses, humides, vibrantes et soumises aux chocs, la résistance mécanique de la fonte, associée à la protection IP55, assure une longue durée de vie. Si le moteur doit travailler en extérieur ou en milieu corrosif, la protection du carter par une peinture et un revêtement adaptés et, si nécessaire, le choix d'un indice IP supérieur se trouvent au cœur de la décision. Dans les environnements chauds, l'inertie thermique du carter adoucit les fluctuations de température, mais un refroidissement et une circulation d'air suffisants sont malgré tout assurés. Plus la sévérité de l'environnement augmente, plus l'avantage apporté par le carter en fonte devient net.

  • Résistance mécanique associée à l'IP55 dans les environnements poussiéreux et humides,
  • Revêtement adapté et indice IP élevé dans les zones corrosives,
  • Paliers protégés par l'amortissement du carter sur les lignes vibrantes.

Dans quel cas la fonte, dans quel cas l'aluminium

Dans un environnement fermé, propre et peu vibrant, si la légèreté est la priorité, le carter en aluminium est un choix économique. En revanche, si la résistance, l'amortissement des vibrations et la longue durée de vie passent au premier plan, le carter en fonte est judicieux même aux faibles kW. La décision se prend selon la sévérité de l'environnement dans lequel le moteur travaillera et la durée de service attendue. En tant que DRG, nous fournissons des moteurs électriques de faible puissance à carter en fonte avec différentes options de pôles et de fixation, et nous déterminons ensemble le type de carter adapté à votre application. Pour en savoir plus sur la technologie de la fonte, vous pouvez consulter nos contenus de blog correspondants et, pour toute la gamme de produits, visiter notre page d'accueil.