1000, 1500 et 3000 tr/min : comment le choix de la vitesse change le prix du moteur

Beaucoup de clients qui demandent un devis connaissent la puissance mais hésitent quand on leur demande la vitesse : « Ça change quelque chose ? C'est 11 kW, non ? » Oui, ça change. Acheter les mêmes 11 kW à 3000, 1500 ou 1000 tr/min modifie à la fois le couple transmis à l'arbre, la taille de carcasse et le prix. Dans cet article, nous comparons les trois vitesses pour quatre puissances en carcasse fonte, montrons d'où vient l'écart sur le plan physique et expliquons, exemples à l'appui, comment un moteur acheté à la mauvaise vitesse se transforme en panne coûteuse sur site.

Le dernier chiffre du code modèle indique la vitesse

La vitesse n'est pas cachée dans les codes de la boutique : le chiffre à la fin du code est le nombre de pôles du moteur. DRG-160M1-2 a deux pôles, soit la classe 3000 tr/min ; DRG-160M-4 en a quatre, 1500 tr/min ; DRG-160L-6 en a six, classe 1000 tr/min. Sur un réseau 50 Hz, la vitesse de synchronisme est égale à 3000 divisé par le nombre de paires de pôles. En charge, le moteur tourne un peu en dessous de cette valeur, d'où les chiffres comme 2900, 1450 ou 960 sur les plaques signalétiques. Si la vitesse n'est plus lisible sur la plaque de l'ancien moteur au moment du remplacement, il faut retrouver le nombre de pôles à partir du bobinage démonté ou de la documentation du constructeur de la machine.

Prix et couple de trois vitesses pour quatre puissances

Nous avons comparé 4, 11, 30 et 75 kW avec des modèles en fonte : le matériau de carcasse reste ainsi constant et l'écart provient uniquement de la vitesse. La colonne couple reprend le couple nominal de la liste de la boutique.

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Comment la formule du couple explique le prix : T = 9550 · P / n

Le couple nominal fourni à l'arbre dépend du rapport entre la puissance (kW) et la vitesse (tr/min) : T (Nm) = 9550 × P / n. À puissance constante, diviser la vitesse par deux double le couple. Pour 4 kW, la formule avec les vitesses de synchronisme donne environ 12,7 / 25,5 / 38,2 Nm ; les valeurs du tableau, 13,1 / 26,3 / 39,5 Nm, sont un peu plus élevées car le moteur tourne en charge sous la vitesse de synchronisme, ce qui réduit n au dénominateur.

Le couple est produit par le diamètre du rotor et la longueur du paquet de tôles. Plus de couple signifie un rotor plus grand, davantage de tôles et de cuivre, et finalement une carcasse plus grande. Le tableau le montre clairement : à 4 kW, les modèles 3000 et 1500 tr/min sont en carcasse 112M tandis que le modèle 1000 tr/min passe en 132M ; à 11 kW on passe de 160M à 160L, à 30 kW de 200L à 225M, à 75 kW de 280S à 315S. Ce n'est pas la vitesse elle-même qui fait monter le prix, mais la matière supplémentaire nécessaire pour porter ce couple.

Ce qui fait monter le prix à 1000 tr/min : une carcasse de plus

En prenant le modèle 1500 tr/min comme référence, son équivalent 1000 tr/min monte d'une taille de carcasse à chaque puissance examinée. Une carcasse plus grande signifie davantage de tôles, de cuivre et de fonte ; cette quantité de matière fait partie des facteurs qui déterminent le prix du moteur. Pour les prix actuels de chaque puissance et vitesse, consultez notre page Acheter un moteur électrique en ligne.

Mais le prix ne doit pas être jugé seul : il se lit avec le couple que le moteur fournit à l'arbre. Le couple s'obtient en divisant la puissance par la vitesse (M = 9550 × P / n) ; à puissance égale, le couple à l'arbre augmente donc quand la vitesse baisse. Autrement dit, ce que vous payez pour un moteur basse vitesse achète une carcasse plus grande et davantage de couple. Si votre machine a réellement besoin d'un fort couple à basse vitesse, le moteur 1000 tr/min est le bon choix.

La vitesse ne détermine pas à elle seule le prix

L'idée selon laquelle « un moteur bipolaire est petit » se vérifie en grande partie aux petites puissances, mais cette généralisation perd sa validité quand la puissance augmente. Une explication probable : aux fortes puissances, les moteurs haute vitesse sont plus exigeants en matière d'équilibrage du rotor, de ventilateur et de roulements. Au-delà de 30 kW en particulier, la liste invite donc à ne pas considérer la vitesse comme seul facteur du prix ; ce sont d'abord la vitesse et le couple demandés par la machine qui doivent guider le choix.

Le coût sur site d'une mauvaise vitesse

Scénario 1 : une vitesse au-dessus sur une pompe

Il peut être tentant d'accoupler un moteur 2900 tr/min disponible à une pompe centrifuge choisie pour 1450 tr/min. Or, selon les lois de similitude des pompes, la hauteur manométrique augmente avec le carré de la vitesse et la puissance absorbée à peu près avec le cube. Résultat : surintensité, déclenchement thermique, dégâts sur la garniture et les roulements, voire problèmes de pression dans la tuyauterie. Ce que l'on pensait économiser à l'achat est perdu à la première panne, en démontage, remontage et arrêt de production.

Scénario 2 : du 1000 tr/min sur un convoyeur « pour plus de force »

Si l'on monte un moteur 1000 tr/min sur un convoyeur à bande de 11 kW dont le réducteur a été choisi pour un moteur 1500 tr/min, la vitesse de bande chute d'un tiers et la capacité de la ligne baisse. De plus, la carcasse passant de 160M à 160L, les trous du socle risquent de ne plus correspondre. Le coût de cette erreur ne se limite pas à l'achat d'un moteur inutilement plus gros : s'y ajoutent l'adaptation du socle et la production perdue.

Scénario 3 : changer de vitesse sur une machine en accouplement direct

Sur les ventilateurs, mélangeurs ou broyeurs reliés directement par accouplement, sans poulies, la vitesse du moteur est celle de la machine. Remplacer un moteur 1000 tr/min en panne par un 1500 tr/min parce qu'il est en stock fait tourner la machine cinquante pour cent plus vite ; si la turbine, l'arbre du mélangeur et l'accouplement ne sont pas calculés pour cette vitesse, un risque sérieux pour la sécurité apparaît.

Liste de contrôle pour déterminer la bonne vitesse

1. Relevez la vitesse sur la plaque de l'ancien moteur et le dernier chiffre du code modèle.
2. La machine est-elle en accouplement direct, à poulies ou à réducteur ? Notez les rapports.
3. Calculez la vitesse d'arbre et le couple requis par la machine ; la page outils de calcul pour moteur électrique facilite cette étape.
4. Si la vitesse change, comparez le nouveau numéro de carcasse avec le socle existant.
5. Ne comparez les prix qu'entre modèles de même vitesse ; en mettant des vitesses différentes côte à côte, n'oubliez pas l'écart de couple.
6. Choisissez le modèle selon la vitesse et la puissance sur la page acheter un moteur électrique en ligne ; lisez la politique de retour et d'échange avant de commander pour les conditions après livraison.

Questions fréquentes

Pourquoi un moteur 1000 tr/min a-t-il une carcasse plus grande à puissance égale ?

Pour fournir la même puissance à une vitesse plus basse, le moteur doit produire davantage de couple. Cela exige un rotor et une carcasse plus grands ; le tableau montre que les modèles 1000 tr/min montent d'une taille de carcasse CEI.

Puis-je monter un moteur 1500 tr/min à la place d'un 1000 tr/min ?

Seulement si la vitesse de la machine est réadaptée par poulies ou réducteur et si la taille de carcasse convient au socle. Sur une machine en accouplement direct, changer de vitesse modifie directement la vitesse de la machine.

Comment calculer le couple d'un moteur ?

Utilisez la formule T (Nm) = 9550 × P (kW) / n (tr/min). Par exemple, pour 11 kW et 1500 tr/min, la vitesse de synchronisme donne environ 70 Nm ; la valeur nominale de la liste de la boutique est de 71,7 Nm.

Si vous hésitez sur la carcasse, la puissance ou la vitesse, décrivez simplement votre application : appelez le +90 (542) 666 11 11, écrivez à [email protected] ou contactez-nous via notre page de contact.