Choisir un moteur électrique
À QUOI ÇA SERT ?
Créer le mouvement
Un moteur électrique sert à convertir de l'électricité en mouvement. Le courant crée un champ magnétique, afin que les pôles du stator, fixe, attirent ceux du rotor. Le rotor tourne grâce à l'alternance de la polarité. La vitesse du mouvement est contrôlée en amont avec un variateur, et la force en sortie est ajustée par un réducteur.
Tourner en continu
Les moteurs asynchrones sont adaptés au fonctionnement en continu, pour des applications comme les convoyeurs, les pompes ou les ventilateurs. Ils peuvent également être utilisés avec une vitesse variable dans des systèmes ne nécessitant pas une grande précision.
Entraîner avec précision
Les moteurs synchrones sont précis et rapides. Grâce à leur rotor à aimants permanents, ils sont adaptés à des utilisations dynamiques, dans des robots, des machines-outils ou des ascenseurs, notamment pour des fonctions de positionnement. Leur précision peut être affinée par des systèmes de calcul.
COMMENT FAIRE SON CHOIX ?
Le type d'application oriente le choix de la technologie. Si le moteur doit fonctionner en continu, avec peu de changements de vitesse, un moteur asynchrone est suffisant. Pour des applications dynamiques, un moteur synchrone est plus indiqué. Dans certains cas, les deux technologies peuvent convenir : le choix se fait alors selon un compromis entre coût et précision.
Le mouvement voulu détermine la puissance et le couple à déployer. Quelles doivent être la force et la vitesse en sortie du moteur ? Le mouvement doit-il être linéaire ou rotatif ? Cela s'ajuste à l'aide d'un réducteur, qui transforme le mouvement.
L'environnement définit les caractéristiques d'encombrement et de solidité. À puissance égale, la taille des moteurs est variable. Pour les environnements difficiles, il existe des carcasses renforcées, étanches, faciles à nettoyer, adaptées aux risques de chocs, de projections ou d'encrassement.
LES POINTS À SURVEILLER
Le rendement
Depuis juin 2011, de nouvelles normes de rendement sont en vigueur. Elles seront renforcées en 2015 puis en 2017. Certains fabricants proposent des moteurs en avance sur ces normes. Pour économiser de l'électricité, il peut également être intéressant de choisir un moteur de plus forte puissance, afin qu'il soit moins sollicité à l'usage.
Le variateur
Cet élément modifie la fréquence du courant pour ajuster la vitesse. Certains sont programmables et dotés de capteurs pour s'adapter au mouvement. Ils peuvent être centralisés dans une armoire, ou situé au plus proche du moteur, ce qui implique un échauffement pour ces éléments. Bien étudier ce point peut entraîner des économies sur le système de refroidissement.
L'approvisionnement
Le service de distribution est important dans le cadre du partenariat avec un constructeur. Si celui-ci n'est pas capable de fournir rapidement une pièce en cas de besoin, le client peut être pénalisé.
L'AVIS DE L'EXPERT
FRANCIS BROGLÉ
CHEF DE PROJET SUR LES MACHINES DE PRODUCTION CHEZ RECTOR LESAGE
« Les premiers critères à prendre en compte sont mécaniques : le couple que peut déployer le moteur, la tenue dans le temps et la fiabilité du matériel. Mais l'électronique a son importance, notamment les codeurs mesurant la position de l'arbre du moteur. On les trouve de plus en plus décentralisés, c'est-à-dire près du moteur. Cela facilite le calibrage du système de positionnement. »
L'ÉTAT DU MARCHÉ
Les moteurs asynchrones sont les plus utilisés dans l'industrie. Depuis l'entrée en application des nouvelles normes européennes de rendement, l'offre évolue vers des moteurs plus économes en énergie.
Les moteurs à courant continu sont de moins en moins vendus pour les applications industrielles. Remplacés par les moteurs synchrones, nécessitant moins de maintenance pour des usages équivalents, ils restent néanmoins intéressants pour des fortes puissances (10 000 kW).
Les fabricants de moteurs proposent souvent des systèmes d'entraînement complet. Ils peuvent inclure un variateur de vitesse, un système électronique de calcul de position, un réducteur pour adapter la force du mouvement en sortie, parfois même la commande numérique des machines. Les moteurs font donc partie d'une offre commerciale plus large.
