Choisir le bon moteur électrique en 6 étapes

Pourquoi avez-vous besoin de ce moteur ? Dans quel type d'environnement de production le moteur va-t-il être utilisé ? Les réponses à ces questions donnent une première idée du type de moteur adapté à l'application en question. La puissance et la vitesse nécessaires ainsi que l'endroit où le moteur doit être installé sont d'autres facteurs déterminants. Quelles sont les étapes à suivre pour sélectionner un petit moteur triphasé standard adapté à votre application ?

Pour choisir le bon moteur, il faut d'abord déterminer son couple et son régime. Ces données sont nécessaires pour calculer la puissance souhaitée. En effet, dans une application, un moteur a besoin d'un certain couple et d'un certain régime pour produire un mouvement.

Les questions à se poser en premier lieu sont donc : que dois-je déplacer, à quelle vitesse dois-je le faire et quel en est le poids ? Pour préciser la fonction du moteur, il est également utile de savoir si le moteur est uniquement censé faire tourner quelque chose, ou s'il doit aussi fournir une vitesse régulière ou positionner quelque chose. Plus vous pouvez déterminer avec précision la fonction d'un moteur, meilleur sera le choix du type de moteur. En effet, certains moteurs sont mieux adaptés à une fonction particulière que d'autres.

L'étape suivante du processus de sélection consiste à identifier l'environnement de production dans lequel le moteur doit fonctionner. Le moteur est-il utilisé dans un environnement de laboratoire où il ne se passe pas grand-chose, ou fonctionne-t-il dans un environnement où il est exposé à un ou plusieurs facteurs de production ?

Le choix du bon moteur dépend entre autres des éléments suivants :

• Température : à basse température, vous avez par exemple besoin de roulements spécifiques ou d'un élément chauffant lorsque le moteur est à l'arrêt.
• Cadre d'utilisation : le moteur entre-t-il en contact avec de l'eau/de l'humidité ou d'autres liquides ? Dans l'affirmative, s'agit-il de fluides susceptibles d'affecter le système de transmission ? Dans ce cas, il faudra appliquer un revêtement et étanchéifier le moteur d'une manière ou d'une autre. Cela influence également le choix du type de moteur.
• Sécurité alimentaire : certains matériaux utilisés dans la fabrication d'un moteur ne sont pas compatibles avec les aliments. Il est donc déconseillé d'utiliser ces moteurs dans l'industrie alimentaire, en particulier lorsque les matériaux du moteur risquent d'entrer en contact avec les aliments.
• Facteurs ambiants : l'environnement de production est-il adapté à un certain type de moteur ? Les moteurs à balais, par exemple, ne sont pas adaptés aux environnements pollués ou aux environnements contenant des gaz agressifs. Ces balais produisent des étincelles et ne doivent donc pas être utilisés dans des environnements contenant des substances inflammables. Il faut également tenir compte de la compatibilité électromagnétique (CEM), des interférences électromagnétiques et des radiations. Dans ce type de situation, il est préférable de choisir un moteur sans balais.

L'étape suivante consiste à déterminer l'espace disponible pour installer le moteur. Dans certains environnements de production, cet espace peut être très limité. Prenons l'exemple des véhicules à guidage automatique (systèmes AGV). Ils doivent tous être en mesure de soulever des palettes, mais l'espace en dessous est très limité. Certains moteurs ont par principe une densité de puissance plus élevée que d'autres. Et un type de moteur donné peut être plus compact et fournir plus de puissance qu'un autre pour un même encombrement. Si l'espace s'avère effectivement un problème, vous pouvez envisager d'utiliser séparément des parties distinctes d'un moteur, telles que le rotor ou le stator.

L'avantage d'un moteur électrique est qu'il peut avoir différentes formes et donc être monté de plusieurs façons :

• B3 : Montage sur un socle : le moteur est à plat sur le sol, l'arbre est horizontal et fixé au socle.
• B5 : Montage à l'aide d'une bride extérieure d'un diamètre supérieur à celui de la carcasse du moteur. Les moteurs à bride sont par exemple montés sur une pompe, et l'arbre du moteur pénètre alors directement dans la pompe.
• B14 : Montage au moyen d'une bride intérieure d'un diamètre inférieur à celui de la carcasse du moteur.
• B35 : Montage avec un socle + bride extérieure (combinaison de B3 et B5)
• B34 : Montage avec un socle + bride intérieure (combinaison de B3 et B14)

Le type de construction (ou la méthode de montage) est indiqué par un code de la norme européenne CEI 34-7. Cette norme définit les dimensions d'un moteur. Il s'agit notamment du diamètre, de la longueur et de la hauteur de l'arbre, ainsi que de l'espacement des alésages. Ceci est notamment valable pour les moteurs à induction standards. D'autres moteurs ne suivent aucune norme ou bien une norme différente (NEMA). Par conséquent, si vous disposez d'un moteur à induction standard répondant à la norme CEI 34, vous pouvez sélectionner n'importe quel fournisseur de moteurs électriques en mesure de fournir ces moteurs conformes à la norme CEI 34.

La fréquence des mouvements provoqués par le moteur détermine en grande partie sa durée de vie. S'agit-il d'une application appelée à effectuer un seul va-et-vient par jour ou d'une application fonctionnant 24/7 ? Prenons l'exemple des moteurs à balais. Ils comportent des balais destinés à transmettre l'énergie, mais ceux-ci s'usent au prorata de leur utilisation.

Pour les objets qui doivent effectuer occasionnellement un mouvement de va-et-vient, c'est une excellente solution, car ces balais ont une durée de vie de 3000 à 5000 heures. Il est cependant évident qu'ils sont moins adaptés aux applications fonctionnant en continu.

Un moteur convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. Le rendement entre l'énergie électrique et l'énergie mécanique indique l'efficacité d'un moteur. Par exemple, les moteurs de voiture sont très peu efficaces. Il faut leur fournir beaucoup d'énergie pour obtenir une certaine quantité d'énergie mécanique. Les classes de rendement vont de IE1 à IE4, le chiffre le plus élevé représentant le rendement le plus élevé.

Pour les applications dans lesquelles vous intégrez un nouveau moteur, il est désormais interdit d'utiliser les moteurs des classes de rendement IE1 et IE2. Et à partir de 2025, seuls les moteurs IE4 seront encore autorisés. Ces moteurs sont plus chers mais le surcoût est amorti en deux ans maximum et, à partir de là, vous commencez à faire des économies. En général, les entreprises n'envisagent pas cet investissement à court terme, et ne prennent finalement des mesures que lorsque le moteur en utilisation doit être remplacé. Elles constatent alors que cela peut aussi leur faire économiser de l'argent sur le long terme.

Les étapes 1 à 5 concernent les propriétés du moteur lui-même. Mais comment le moteur doit-il être commandé ? Quel type d'interface le moteur doit-il avoir avec votre système ? Si vous avez un système avec un contrôleur et que vous souhaitez pouvoir l'allumer et l'éteindre sur la base d'un certain rendement ou si vous voulez pouvoir vérifier l'ensemble des statuts afin de surveiller en continu les performances du moteur, les options sont assez vastes. Il y a suffisamment de choix entre les différents fabricants, tous n'offrant pas les mêmes possibilités de se raccorder à un système existant. La capacité de personnalisation joue alors un rôle important.

Dans ce contexte, le système d'alimentation joue également un rôle important. Quel type de système d'alimentation ai-je ? Le moteur peut-il être simplement branché sur le secteur (AC) ? S'agit-il d'un système alimenté par batterie ? Le moteur est de ce fait soumis à des exigences différentes.

Une tendance importante est l'intégration croissante des commandes au sein du moteur. L'avantage est que tout est coordonné et compact. L'utilisateur n'a pas besoin d'acheter un boîtier de commande séparé avec des câbles, ce qui réduit le risque de dysfonctionnement.

Jusqu'à présent, nous avons surtout parlé du moteur et des commandes. Mais cela ne s'arrête pas là. La plupart des moteurs ont un régime élevé et un faible couple. Pour la plupart des systèmes, c'est l'inverse qui est souhaitable : un couple élevé et un faible régime. De même que pour votre vélo et votre voiture, un « dérailleur » ou un système de transmission est habituellement fourni avec le moteur. Il en va de même pour le réducteur. Là encore, les mêmes choix s'offrent à vous. En fonction de l'application, vous devez également déterminer quelle est la solution la mieux adaptée. La longévité et le bruit sont des facteurs importants.

Vous élargissez en effet le champ d'application en incluant le système de transmission dans le processus de sélection, car il ne sert à rien que le moteur dure des années si le système de transmission ne fonctionne plus au bout d'un an. Un bon choix est ici aussi important, dans la mesure où la technologie de transmission est souvent livrée sans entretien et doit donc durer un certain nombre d'années.

ERIKS représente un certain nombre de grands fabricants de moteurs électriques. Notre gamme est donc constituée de moteurs répondant aux normes en vigueur et qui ont la qualité nécessaire pour être utilisés dans n'importe quel environnement de production. Nous effectuons des calculs et sommes experts dans la programmation des systèmes de transmission. Cela nous permet de conseiller nos clients de façon optimale dans le choix du moteur qui convient le mieux à leur application.

Nous concevons et produisons également nous-mêmes des solutions techniques complètes. En nous impliquant dès le début du processus de sélection ou de conception, nous développons avec vous des solutions qui permettent de réaliser des économies de coûts et d'améliorer l'efficacité de la production.

Vous souhaitez savoir comment choisir le meilleur moteur électrique pour votre application et comment ERIKS peut vous aider à faire che choix ? Contactez-nous.