Définitions des termes

Tension

La tension utilisé dans les applications simple phase 60 cycles sont 115 volts, 230 volts ou 115/230 volt.
La tension utilisé dans les applications trois phases 60 cycles sont 230 volts, 460 volts ou 230/460 volt. Des tensions de 200 volts et 575 sont égalements utilisés. Les standards NEMA utilisés dans le passé pouvait se lire comme suit 208 ou 220/440 ou 550 volts. Les moteurs indiquant ces tensions sur leur plaque d’identification peuvent être remplacé par des moteurs indiquant les tensions courantes tel que 200, 208-230/460 et 575 volts respectivement.
L’opération de moteur 115/208-230 et 208-230/460 peuvent fonctionner à une tension de 208volts mais il faut considérer que le couple du moteur peut diminuer de 20 à 25%. Pour une opération à une tension inférieur à 208 volts nous recommandons d’utiliser le prochain HP plus élevé à celui sélectionné afin de rencontrer le couple désiré.

Courant (ampères)

La comparaison entre différent types de moteurs doit se faire en tenant compte du FLA ( courrant pleine charge ) et le SF ( service facteur ) afin de déterminer la charge à entraîner par le moteur. Par exemple ne jamais remplacer un moteur de type PSC par un moteur de type Shaded pole car celui-ci développe un couple inférieur de 50 à 60% de moins. Le remplacement d’un moteur doit se faire par le même type de moteur afin de respecter les caractéristiques du manufacturier.

Fréquence (Hertz)

La fréquence utilisé en Amérique du nord est de 60 cycles. Toutefois la fréquence de 50 cycles est utilisé dans le reste du monde.

Chevaux vapeur (HP)

Afin de produire un puissance de 1hp à 100% d’efficacité une consommation de 746 watts est nécessaire. Un moteur de 1hp opérant avec une efficacité de 84% consommerait un total de 888 watts. La puissance de 746 watts utilisé avec une perte de 142 watts en chaleur, friction etc… ( 888 x .84 = 746 watts = 1hp ).

Le HP peut également se calculer si l’on connaît le couple en utilisant l’une de ces formules:

Le couple est déterminé par la force exercez pour faire tourner l’arbre de sortie d’un moteur. Le couple est indiqué soit en livre/pouce ou en once/pouce pour les moteur fractionnels ou sub fractionnels.

Couple de départ : La force produite lorsqu’un moteur décolle à partir d’un arrêt complet. (parfois appelé couple à rotor bloqué).

Couple à pleine charge : Force produite par le moteur opérant à pleine vitesse à son HP maximal.

Couple de rupture : Couple maximal du moteur lorsque la charge augmente sans qu’il y est une diminution subite en vitesses ou en puissance.

Couple d’accélération : Couple minimal du moteur entre le décollage et son RPM désigné, est égale à la charge maximale qu’un moteur peut accélérer à son RPM désigné.

NEMA rotor bloqué : Pour les moteurs triphasés, 60 et 50 cycles à leur tension désigné. (Couples de conception B, courbe en noir ; Couples de conception C, courbe en bleu)

Vitesse approximative en RPM avec la charge recommandé pour les moteurs opérationnels à 50 ou 60 cycles sont comme suit :

Vitesse synchrone (sans charge) peut être déterminée par cette formule :

Nombre de cycles (hertz) x 120/nombres de pôles

Classe d'isolation

Les différentes classes d’isolations sont déterminés par un standard établi par NEMA et se différencie par les températures d’opération maximale du moteur.

Le remplacement d’un moteur doit se faire par la même classe d’isolation ou une classe supérieur à celui d’origine. Le remplacement par une classe inférieur pourrait résulter en une défaillance prématurée de celui-ci. Chaque tranche de 10° C au-dessus de la classe d’origine peut réduire la durée de vie du moteur de moitier.

Service facteur

Le facteur de service (SF) est une mesure de capacité de surcharge continue à laquelle un moteur peut fonctionner sans être surchargé ou endommagé, tout en respectant les autres paramètres tels que la tension, la fréquence et la température ambiante qui demeurent dans les normes. Exemple : un moteur de 3/4HP avec un service facteur de 1.15 peut opérer à .86 HP, (.75 HP X 1.15 = .86 HP) sans surchauffé ou être endommagé tant et aussi longtemps que le moteur soit branché avec la bonne tension et la bonne fréquence. Quelques moteurs dont la plus part des moteurs LEESON ont un service facteur plus élevé que le standard établi par NEMA.

Il n'est pas rare que le manufacturier (OEM) charge le moteur à sont maximum incluant le service facteur. Pour cette raison, ne remplacez jamais un moteur avec un de même puissance en HP indiqué sur la plaque signalétique avec un service facteur inférieur. Assurez-vous toujours que le moteur de rechange correspond ou est supérieur à celui d’origine. Multipliez a puissance en HP par le service facteur pour déterminer la puissance maximale potentielle.

Pour une consultation plus facile, les standards de services facteurs NEMA sont illustrés dans le tableau qui suit.

Service facteur NEMA à la vitesse synchrone (RPM) POUR LES MOTEURS OUVERTS

Le service facteur pour les moteurs TEFC (totalement fermé et ventilé) est de 1.0, toutefois plusieurs manufacturiers construisent leurs moteurs avec un service facteur de 1.15.

Condensateurs

Les condensateurs sont utilisés sur les moteurs à induction monophasés exception,à ceci sont les moteurs Shaded pole, Split Phase, et Polyphase. Le condensateur de départ est destiné à être alimenté dans le circuit pour une très courte durée (3-5 secondes), alors que le condensateur de marche lui est branché continuellement dans le circuit. Les condensateurs sont évalués par UF et tension. N'utilisez jamais un condensateur avec des valeurs inférieures en UF ou en tension pour remplacement. Une tension plus élevée par contre est acceptable.

Efficacité

L'efficacité d'un moteur est une mesure de travail produite par le moteur versus l'énergie qu'il consomme (la chaleur et friction). Un moteur avec une efficacité de 84% qui consomme 400W d’énergie produit une puissance de 336 watts (400 x .84 = .336W). Les 64 watts perdus (400 - 336 = 64W) sont dissipés en chaleur.

Protection thermique

Protection thermique (relais de surcharge)

Un relais de surcharge thermique automatique ou manuel, monté dans l’extrémité de l'armature ou sur un enroulement, est conçu pour empêcher un moteur de surchauffer, évitant ainsi d’endommager et même empêcher celui-ci de prendre feu. Les protections thermiques sont généralement sensibles au courants et températures. Certains moteurs n'ont aucunes protections thermiques installés, une protection adéquate devrait être installé dans le circuit de contrôle de celui-ci en guise de sécurité. Ne jamais déviez le branchement d’un protecteur thermique pour cause de déclenchement répétitif, cette situation indique généralement un problème, tel que la surcharge ou le manque de ventilation appropriée dans l’application. Ne remplacez jamais un relais de surcharge manuel par un relais de surcharge automatique dans n’importe quel application car un relais de surcharge automatique peut se réarmer à n’importe quel moment et causer des blessures à celui qui en fait la maintenance. Seulement un surcharge thermique manuel devraient être utilisé dans de telles applications.

Les différents types de relais de surcharges:

Automatique: Relais de surcharge avec réarmement automatique après que l’élément soit refroidi. Ne devrait jamais être utilisé dans des application ou le moteur peut démarrer subitement et causer des lésions sérieuses.

Manuel : Relais de surcharge avec réarmement manuel, ce type de protection nécessite une action afin de remettre celui-ci en fonction en appuyant sur le bouton externe. Ce type de protection est utilisé dans des applications ou la remise en marche du moteur serait dangereuse pour l’opérateur ou le personnel de maintenance. Exemple de machineries qui utilisent ce type de protection: banc de scie, compresseur,convoyeur et plusieurs autres.

Résistance sensible à la température: Ce type de protection utilise des résistances calibrées de précisions qui sont installées dans le moteur et sont relié à un instrument contrôle de détection de température fournit par le client. Ce type de protection réagit au fluctuation subite de hausse de température et coupe le circuit de contrôle du moteur.

Câblage

Tous câblages ou raccordements électriques devraient être conformes au code électrique national (NEC). Un fil trop petit entre le moteur et la source d'énergie aura pour effet de limiter la capacité du moteur à décoller la charge. Consultez les tableaux #1 et #2 afin de déterminer la grosseur de fil ou de transformateur à utiliser.

Tableau #1 - Moteur simple phase (230 VOLTS)

Contrôleur de vitesse électrique

Les contrôles de vitesse électriques C.A et C.C sont des unités fiables et faciles d’utilisation disponible en tout temps. Ces deux types utilisent des composantes à semi-conducteurs pour la sortie de puissance. Les contrôles C.C sont généralement plus faciles d’utilisation car leurs composantes électroniques de sortie consiste de diodes et de SCR afin de varier la tension. Plus la tension de sortie est élevé à l’armature du moteur C.C plus la vitesse du moteur augmente. Ce type de contrôle à un excellent rapport qualité prix et sont disponible jusqu’à 3 HP et vous offre un ratio de variation de 60:1 à basse vitesse. Une similitude au variateur de fréquence est utilisé dans ce type de contrôle car le signal se sortie C.C. pulsatif est le même type de signal utilisé dans les variateurs de fréquence sauf que ce signal doit passer dans une étape additionnel afin d’être converti pour la sortie de celui-ci.
Ce signal est modifié à l'aide de composantes à semi-conducteurs, tels que les transistors bipolaires isolés (IGBT) ou les thyristors (GTO). Le résultat de ce signal une fois procédé est mieux connu sous le nom de modulation de largeur d'impulsion (PWM). Le résultat de cette technologie est que la vitesse du moteur varie selon la fréquence des impulsions introduite à la tension de sortie du contrôleur de vitesse.
Les variateur de fréquences C.A nous offrent une vaste plage de vitesse, une possibilité de contrôle d’opération et de variante tel que: les rampes programmables d'accélération et de décélération, plusieurs vitesses préréglées, excellente efficacité énergétique et, tout comme dans les application de système C.C un contrôle sur le rapport vitesse couple. La raison principale de la popularité de ce type de contrôle est sans doute la possibilité d’utiliser un vaste choix de moteur à induction C.A disponible pour l’industrie et également à un prix tout aussi compétitif à celui du marché C.C..