Par progression, on peut penser à l'obtention de certifications professionnelles telles que le CET-4 et le CET-6. Dans le domaine des moteurs, on parle également de différentes étapes. Le terme « série » ne fait pas référence à la hauteur du moteur, mais à sa vitesse de synchronisme. Prenons l'exemple d'un moteur de niveau 4 pour illustrer la signification précise de ce terme.
Un moteur de niveau 4 correspond à une vitesse synchrone sur 1 minute : {fréquence d'alimentation (50 Hz) × 60 secondes} ÷ (nombre d'étages du moteur ÷ 2) = 3 000 ÷ 2 = 1 500 tours/minute. En usine, on entend souvent parler de moteurs à plusieurs étages. Pour comprendre, il faut d'abord saisir la notion de pôle : un pôle magnétique est formé par le rotor du générateur après l'application d'un courant d'excitation à la bobine rotorique. En résumé, chaque tour du rotor induit plusieurs cycles de courant dans une spire de la bobine statorique. La génération d'un potentiel de 50 Hz est nécessaire pour obtenir des vitesses différentes selon le nombre de pôles. La fréquence de 50 Hz, la durée de 60 secondes et la durée de 1 minute (soit 3 000 minutes) divisées par le nombre de pôles donnent le nombre de tours par minute du moteur. Le même principe s'applique au moteur, dont le fonctionnement est inverse à celui du générateur.
Le nombre de pôles détermine la vitesse de synchronisme du moteur. La vitesse de synchronisme d'un moteur à 2 pôles est de 3 000 tr/min, celle d'un moteur à 4 pôles de 1 500 tr/min, celle d'un moteur à 6 pôles de 1 000 tr/min et celle d'un moteur à 8 pôles de 750 tr/min. On comprend que 2 pôles constituent la base (3 000), 4 pôles se divisent en 2, 6 pôles en 3 et 8 pôles en 4. Ainsi, 3 000 correspond à 2 pôles. Plus le nombre de pôles est élevé, plus la vitesse du moteur est faible, mais plus son couple est important. Lors du choix d'un moteur, il est essentiel de prendre en compte le couple de démarrage nécessaire en charge. Par exemple, le couple requis pour un démarrage en charge est supérieur à celui nécessaire pour un démarrage à vide. En cas de démarrage à forte puissance et à charge importante, le démarrage par abaissement (ou démarrage étoile-triangle) doit également être envisagé ; pour adapter la vitesse à la charge après avoir déterminé le nombre de pôles du moteur, il est possible d'envisager un entraînement par courroie et poulie de diamètre différent ou par variateur de vitesse (réducteur). Si les besoins en puissance de la charge ne peuvent être satisfaits après avoir déterminé le nombre de pôles du moteur par transmission par courroie ou par engrenages, la puissance utile du moteur doit être prise en compte.
Un moteur triphasé à courant alternatif est principalement composé d'un stator et d'un rotor. Lorsqu'un courant alternatif triphasé est appliqué au stator, un champ magnétique tournant est généré. Ce champ magnétique possède toujours deux pôles (également appelés pôles opposés) : le pôle nord (N) et le pôle sud (S). Le nombre de pôles magnétiques varie selon le bobinage du stator. Ce nombre influe directement sur la vitesse du moteur, et leur relation est la suivante : vitesse de synchronisme = 60 × logarithme de la fréquence. Si la vitesse de synchronisme du moteur est de 1 500 tr/min, le logarithme du nombre de pôles est de 2, ce qui correspond à un moteur à 4 pôles. La vitesse de synchronisme et le logarithme du nombre de pôles sont des paramètres fondamentaux du moteur, indiqués sur sa plaque signalétique. Étant donné que le logarithme du nombre de pôles peut affecter la vitesse du moteur, il est possible de modifier la vitesse du moteur en changeant le logarithme du nombre de pôles du moteur.
Pour les charges hydrauliques telles que les ventilateurs et les pompes, ce type de charge présente une caractéristique marquante : sa résistance aux variations. En effet, elle oppose une grande résistance aux changements de son état actuel. Bien que le couple nécessaire pour induire un changement ne soit pas élevé, une énergie considérable est requise pour modifier rapidement cet état. On peut comparer cela à l'ébullition de l'eau : une petite flamme suffit à faire bouillir l'eau, et l'ébullition se produira rapidement ; or, une flamme importante sera nécessaire pour obtenir une ébullition plus forte.
Voici les descriptions spécifiques des moteurs en série. Pour une fréquence et un courant de démarrage donnés, il n'existe pas de relation inévitable entre eux. Le courant de démarrage dépend en réalité du réglage de la courbe de puissance de démarrage et de la durée d'accélération. Pour une charge hydraulique, l'utilisation de plusieurs courbes de puissance permet un fonctionnement plus économe en énergie et donc une meilleure rentabilité.
Date de publication : 8 novembre 2021
