Perte de phase moteur triphasé : effets

Q: Que se passe-t-il dans le moteur lors d'une perte de phase ?

Un moteur asynchrone triphasé fonctionne grâce au champ magnétique tournant créé par trois phases décalées de 120°. Ce champ entraîne le rotor. Lorsqu'une phase est perdue, le champ tournant se dégrade en un champ faible et pulsé selon un seul axe. Si le moteur tourne déjà, son inertie le maintient en rotation, mais la même charge mécanique doit désormais être portée par deux phases. Comme la demande de puissance subsiste, le courant dans les deux phases restantes augmente nettement ; à pleine charge il peut atteindre environ 1,7 fois la valeur nominale. La chaleur étant produite proportionnellement au carré du courant, la température du bobinage atteint un niveau dangereux en quelques minutes.

Si l'une des trois phases est perdue pendant qu'un moteur triphasé tourne (marche en monophasé), le moteur ne s'arrête pas aussitôt ; le courant absorbé par les deux phases restantes augmente fortement, les bobinages surchauffent et, sans protection, le moteur grille en quelques minutes. Si une phase manque au démarrage, le moteur ne peut pas tourner du tout et se contente de ronfler, bloqué.

Moteur électrique DRG gris représentant un moteur asynchrone triphasé en marche monophasée après une perte de phase

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Pour choisir un remplacement adapté à un moteur dont le bobinage a été endommagé par une perte de phase, consultez la boutique de moteurs en ligne ou la catégorie moteurs asynchrones triphasés. Cet article explique ce que la perte de phase provoque à l'intérieur du moteur.

Que se passe-t-il dans le moteur lors d'une perte de phase ?

Un moteur asynchrone triphasé fonctionne grâce au champ magnétique tournant créé par trois phases décalées de 120°. Ce champ entraîne le rotor. Lorsqu'une phase est perdue, le champ tournant se dégrade en un champ faible et pulsé selon un seul axe. Si le moteur tourne déjà, son inertie le maintient en rotation, mais la même charge mécanique doit désormais être portée par deux phases.

Comme la demande de puissance subsiste, le courant dans les deux phases restantes augmente nettement ; à pleine charge il peut atteindre environ 1,7 fois la valeur nominale. La chaleur étant produite proportionnellement au carré du courant, la température du bobinage atteint un niveau dangereux en quelques minutes.

Une phase perdue en marche : surintensité et surchauffe

Le cas le plus fréquent est la disparition d'une phase pendant que le moteur tourne en charge (fusible fondu, borne desserrée, conducteur coupé, contact de contacteur défectueux). Le moteur ralentit un peu et continue d'essayer de tourner tandis que deux phases sont surchargées. Les symptômes typiques sont :

La carcasse chauffe rapidement, avec une odeur de peinture puis d'isolant brûlé.
La vitesse chute, le moteur peine et émet un ronflement sourd et lourd.
Le courant montant dans les phases restantes, un fusible ou le relais thermique peut déclencher.

Si la protection est bien réglée, le relais thermique arrête le moteur à ce stade. Sans protection, ou si le courant de charge reste juste sous le seuil, la chaleur continue de s'accumuler et l'isolation du bobinage se dégrade.

Une phase manquante au démarrage : le moteur ne démarre pas et ronfle

Si une phase manque alors que le moteur est à l'arrêt, la situation est plus sévère. Aucun champ tournant ne se forme, donc aucun couple ne met le rotor en mouvement. Le moteur n'émet qu'un ronflement vibrant, l'arbre ne tourne pas et il absorbe un courant proche de celui du rotor bloqué. Ce courant vaut plusieurs fois la valeur nominale et, restant constant, brûle le bobinage bien plus vite. Si un moteur ronfle sans tourner à la mise sous tension, la première cause à suspecter est la perte de phase, et l'alimentation doit être coupée immédiatement.

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Les dommages durables causés par la perte de phase

Le tableau ci-dessous résume ce que la perte de phase provoque à différents moments.

Situation	Ce que l'on observe	Résultat probable
Phase perdue en marche	Le courant monte dans deux phases, surchauffe, ronflement sourd	Le bobinage grille si la protection ne déclenche pas
Phase manquante au démarrage	L'arbre ne tourne pas, fort courant de rotor bloqué	Le bobinage grille très vite
Perte de phase inaperçue	La chaleur s'accumule, l'isolation se dégrade lentement	Dommage permanent du bobinage, rebobinage

Les dégâts se concentrent généralement dans le groupe de bobinage lié à la phase concernée ; à l'ouverture du moteur, une phase est nettement noircie ou brûlée. C'est pourquoi la perte de phase est l'une des causes les plus fréquentes de bobinage grillé sur les moteurs triphasés.

Quel courant selon la puissance ? Exemples de modèles DRG

Pour évaluer à quel point les phases restantes sont sollicitées lors d'une perte de phase, il faut connaître le courant nominal du moteur. Voici les courants nominaux à 400 V de quelques modèles DRG à 1500 tr/min (4 pôles) ; rappelez-vous que lors d'une perte de phase le courant dans les deux phases restantes peut monter à environ 1,7 fois cette valeur.

Modèle	Puissance	Courant nominal (400 V)
DRG-112M-4 (aluminium)	4 kW	7,95 A
DRG-132S-4 (aluminium)	5,5 kW	10,7 A
DRG-132M-4 (aluminium)	7,5 kW	14,3 A
DRG-160M-4 (aluminium)	11 kW	20,4 A

Par exemple, sur un modèle de 7,5 kW le courant nominal est d'environ 14,3 A, alors que lors d'une perte de phase les phases restantes peuvent être poussées vers 24 A. Utilisez le calculateur de moteur électrique et le tableau des courants moteur pour vérifier la puissance et le courant corrects.

La solution contre la perte de phase : le relais de protection phase

Le moyen le plus efficace d'empêcher la perte de phase de brûler le moteur est un relais de protection phase (défaut/ordre de phase) qui surveille en permanence les trois phases d'alimentation. Lorsqu'une phase disparaît ou que le seuil de déséquilibre est dépassé, le relais ouvre le contacteur et met le moteur hors tension en quelques secondes, de sorte que le bobinage n'a pas le temps de surchauffer. Un relais thermique de surcharge offre une seconde ligne de défense, mais, fonctionnant sur la chaleur, il ne détecte pas toujours seul une perte de phase rapide. Il est recommandé d'utiliser les deux ensemble.

Réglez les valeurs de seuil et de courant des protections selon le courant nominal de la plaque moteur et la documentation de l'appareil, et non au jugé. Les bornes desserrées étant aussi une cause fréquente de perte de phase, un contrôle périodique du serrage est utile.

Sécurité : avant toute mesure ou vérification

Si vous suspectez une perte de phase, avant de mesurer sur l'armoire ou aux bornes du moteur, coupez l'alimentation, vérifiez l'absence de tension avec un appareil adapté et confiez l'intervention uniquement à un personnel électricien qualifié. Ne redémarrez pas un moteur brûlé ou surchauffé avant la fin des mesures. Pour la section de câble et le choix des protections, le calculateur de section de câble moteur est un bon repère.

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Si vous devez remplacer un moteur dont le bobinage a été endommagé par une perte de phase, vous pouvez comparer les options de puissance et de vitesse et les prix actuels via la boutique.

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Foire aux questions

Un moteur triphasé peut-il fonctionner sur une seule phase ?

Si une phase disparaît en marche, le moteur peut continuer à tourner brièvement, mais ce n'est pas un vrai fonctionnement : le courant monte, il surchauffe et, sans protection, il grille. Si une phase manque au démarrage, il ne peut pas tourner du tout et se contente de ronfler.

Pourquoi le moteur ronfle-t-il lors d'une perte de phase ?

Parce que le champ magnétique tournant s'effondre, il n'y a pas de couple correct pour faire tourner le rotor ; le courant pulsé unidirectionnel dans les bobinages crée des vibrations et un ronflement sourd. Si l'arbre ne tourne pas, ce bruit est un signe fort de perte de phase.

La perte de phase brûle-t-elle le moteur immédiatement ?

Pas toujours ; le délai dépend de la charge et de la protection. Avec une phase manquante au démarrage, le fort courant rend la destruction très rapide. Sous faible charge et avec protection, le relais peut arrêter le moteur et éviter les dégâts.

Quelle est la meilleure protection contre la perte de phase ?

La solution la plus adaptée est un relais de protection phase qui surveille les phases, associé à un relais thermique de surcharge réglé au courant nominal. Un contrôle régulier du serrage des bornes réduit aussi le risque de perte de phase.

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