Le moteur électrique à carter en fonte de 110 kW de puissance est un puissant moteur asynchrone qui, avec environ 150 chevaux, assure les entraînements principaux en marche continue de l'industrie lourde. Les grosses pompes, les ventilateurs à fort débit, les convoyeurs lourds et les concasseurs sont les applications typiques de cette classe de puissance. Dans le choix d'un moteur de cette puissance, les décisions relatives à la matière du carter, à la classe de rendement et à la gestion thermique déterminent directement la continuité de fonctionnement de l'installation. Depuis İzmir, nous fournissons cette classe de puissance avec la résistance mécanique qu'apporte le carter en fonte.

Pourquoi un carter en fonte ?

À une puissance élevée comme 110 kW, le choix de la matière du carter n'est pas un détail ordinaire mais une décision déterminante. Grâce à sa masse élevée et à sa capacité d'amortissement interne, le carter en fonte (fonte grise) absorbe bien mieux les vibrations qu'un carter en aluminium. Dans l'industrie lourde, les charges par chocs et les vibrations permanentes auxquelles le moteur est soumis mettent à l'épreuve la stabilité mécanique du carter ; la fonte conserve sa stabilité dimensionnelle dans ces conditions. De plus, le carter en fonte répartit la chaleur venant des bobinages sur sa large surface et l'évacue plus efficacement par les ailettes extérieures.

  • Fort amortissement des vibrations et fonctionnement silencieux.
  • Résistance mécanique aux charges par chocs et variables.
  • Bonne dissipation de la chaleur et stabilité thermique.
  • Longue durée de service et faible propension aux pannes.

En raison de ces caractéristiques, le carter en fonte est préféré sur les moteurs asynchrones AC dans les applications d'industrie lourde.

Les options de vitesse de la classe 110 kW

Le moteur de 110 kW est proposé avec différents nombres de pôles et la vitesse est déterminée selon l'équilibre couple-vitesse de l'application. Sur un réseau 50 Hz, le moteur à 2 pôles tourne à une vitesse de synchronisme d'environ 3000 tr/min, celui à 4 pôles à 1500 tr/min et celui à 6 pôles à 1000 tr/min. Les 2 pôles sont courants sur les pompes et compresseurs à vitesse élevée, les 4 pôles sur les pompes et ventilateurs à usage général, et les 6 pôles sur les entraînements de concasseurs et de broyeurs exigeant un couple élevé. La vitesse réelle s'établit 2 à 3 pour cent en dessous de la vitesse de synchronisme du fait du glissement (slip) du rotor à cage d'écureuil, et ce glissement est le phénomène fondamental qui permet au moteur de produire du couple.

De l'IE3 à l'IE4 : l'écart de pertes sur un moteur de 110 kW

Un moteur de 110 kW en marche continue tourne des milliers d'heures par an ; à cette puissance, l'écart de rendement se traduit directement par de grosses sommes. Selon la norme IEC 60034-30-1, on visera dans cette classe de puissance au minimum le rendement premium IE3 et, dans la plupart des cas, le rendement super premium IE4. L'écart de quelques points entre les moteurs électriques IE3 et une classe de rendement inférieure peut engendrer, à 110 kW, une économie de plusieurs dizaines de milliers de kWh par an. Sur les entraînements principaux en marche continue, le supplément payé pour le rendement est rapidement restitué par le gain énergétique.

Protection standard sur un 110 kW à carter en fonte

Dans l'industrie lourde, le moteur travaille dans des ambiances poussiéreuses, humides et chaudes. Dans cette classe de puissance, l'indice de protection IP55 est standard ; il assure une protection totale contre la poussière et une tenue aux projections d'eau. Une isolation de classe F (155 °C) est employée pour le bobinage, de sorte qu'une marge de température sûre est conservée même en ambiance chaude. Ces moteurs sont conçus pour le régime de marche continue S1 ; ils peuvent donc tourner à pleine charge sans interruption pendant des heures, souvent durant des postes entiers. Aux fortes puissances, une lubrification régulière des roulements et la surveillance de la température du bobinage par sondes PTC ou PT100 prolongent nettement la durée de vie.

Charge au démarrage et utilisation d'un variateur

La mise en service des moteurs de 110 kW par démarrage direct (direct online) appelle un courant de démarrage élevé, ce qui peut provoquer une chute de tension sur le réseau. C'est pourquoi l'emploi d'un démarreur progressif (soft starter) ou d'un variateur de fréquence est courant à cette puissance. Le variateur maîtrise le courant de démarrage et procure en même temps une économie d'énergie importante par réglage de la vitesse sur les charges à couple variable comme les pompes et les ventilateurs. Sur les entraînements de concasseurs et de broyeurs à forte inertie, le démarrage progressif prolonge par ailleurs la durée de vie des pièces mécaniques telles que les courroies et les accouplements.

Montage et liaison mécanique

Les moteurs de 110 kW ont typiquement un carter grand et lourd ; un socle solide et un montage correct sont donc critiques. Le montage à pattes B3 sert à la fixation sur socle, le montage à bride B5 à l'accouplement direct sur une pompe ou un réducteur. À cette puissance, une erreur d'alignement impose une forte charge radiale à l'arbre et raccourcit rapidement la durée de vie des roulements ; un montage précis avec alignement laser est donc recommandé. Sur les entraînements par poulie-courroie, un réglage correct de la tension maintient également les vibrations et la charge des roulements sous contrôle.

Convoyeur à bande ou entraînement de broyeur ?

Le moteur à carter en fonte de 110 kW assure, par sa puissance et sa robustesse, les entraînements qui forment la colonne vertébrale de l'industrie lourde :

  • Grosses pompes d'eau, d'eaux usées et de process.
  • Ventilateurs industriels et de tirage forcé à fort débit.
  • Convoyeurs à bande fortement chargés.
  • Concasseurs à mâchoires et giratoires, entraînements de broyeurs.
  • Gros compresseurs à vis et à pistons.

Un approvisionnement fiable avec DRG Motor

Depuis İzmir, nous fournissons des moteurs électriques à carter en fonte de 110 kW conformément aux exigences de l'industrie lourde. Nous déterminons ensemble la vitesse, la classe de rendement, le degré de protection et le mode de montage selon le caractère de charge de votre application, et nous proposons le moteur qui convient pour que vos entraînements en marche continue tournent des années sans interruption. Dans cette classe de puissance, un moteur bien choisi abaisse le coût de l'énergie et sécurise votre production en réduisant au minimum le besoin de maintenance. Pour toutes les classes de puissance, vous pouvez consulter la famille de produits DRG Motor.

Les données techniques du moteur de 110 kW

Pour comprendre le comportement du moteur dans cette classe de puissance, il suffit de regarder quelques données fondamentales. Un moteur standard de 110 kW à 4 pôles tourne à une vitesse réelle d'environ 1480 tr/min et le couple sur l'arbre est d'environ 710 Nm. Le courant absorbé à pleine charge est de l'ordre de 195 A sous 400 V ; en démarrage direct, le courant de démarrage peut atteindre 6 à 7 fois cette valeur. Son rendement est d'environ 95,8 pour cent en classe IE3 et le facteur de puissance à pleine charge est d'environ 0,86. Même si ces valeurs varient selon l'application et le fabricant, ces ordres de grandeur servent de repère pour choisir la bonne section de câble, le bon relais de protection et le bon contacteur.

  • Puissance : 110 kW (environ 150 HP).
  • Vitesse réelle (4 pôles) : ~1480 tr/min.
  • Courant à pleine charge (400 V) : ~195 A.
  • Rendement (IE3) : ~95,8 %.

Refroidissement et gestion thermique

À une puissance élevée comme 110 kW, la chaleur produite est un sujet de conception important. Les moteurs standard sont refroidis en surface, de type IC411, le ventilateur en bout d'arbre refroidissant leur propre carter. Dans les applications pilotées par variateur qui fonctionnent longtemps à basse vitesse, cette autoventilation peut se révéler insuffisante ; on ajoute alors un ventilateur de refroidissement à entraînement indépendant (forcé). La large surface des ailettes du carter en fonte favorise l'évacuation de la chaleur, mais il est indispensable de maintenir les ailettes exemptes de poussière pour préserver la performance thermique. La surveillance de la température du bobinage par sonde permet de détecter tôt une surchauffe et d'éviter la destruction d'un moteur coûteux.