Moteur de scie circulaire 380 V ou 400 V : tension, puissance, service type, vitesse, scie circulaire sur table et liste de contrôle pour les moteurs d’occasion en un coup d’œil.
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Moteur de scie circulaire 380 V ou 400 V : ce que dit la plaque signalétique
L’indication « 380 V » sur un moteur de scie circulaire renseigne sur son âge. Jusqu’en 1987, la tension du réseau était de 220 V dans une grande partie de l’Europe ; elle a ensuite été progressivement relevée à 230 V. Aujourd’hui, les valeurs applicables sont de 230 V ±10 % entre phase et neutre et de 400 V ±10 % entre deux phases[1]. Les valeurs sont liées par √3 : 220 V · √3 ≈ 381 V, 230 V · √3 ≈ 398 V. Un « moteur 380 V » est donc conçu pour l’ancien réseau, un « moteur 400 V » pour le réseau actuel.
La question de savoir si la différence compte est réglée par la norme DIN EN 60034-1 (VDE 0530-1). Pour les moteurs asynchrones triphasés, elle distingue deux zones de tension autour de la tension assignée marquée : dans la zone A (±5 %), le moteur peut fonctionner en permanence au couple assigné, mais il peut s’échauffer davantage. Dans la zone B (±10 %), il doit également fournir le couple assigné, mais un fonctionnement prolongé aux limites extérieures n’est pas recommandé[2]. Pour un moteur portant l’indication fixe 380 V, la zone A s’arrête à 399 V, la zone B à 418 V. Sur le réseau 400 V, il se situe donc juste en dehors de la zone A, et même en dehors de la zone B à la tolérance supérieure du réseau de 440 V.
Il en va autrement lorsque la plaque signalétique indique une plage de tension, par exemple 380–420 V. Le moteur doit alors respecter toutes ses caractéristiques sur l’ensemble de la plage, et les zones A et B commencent à ses limites[2]. La deuxième indication de la plaque est le couplage : un moteur « 220/380 V » se couple en étoile sur le réseau 400 V, un moteur « 400/690 V » en triangle. Notre article Étoile ou triangle en présente les principes. En cas de doute, faites valider le fonctionnement continu d’un moteur purement 380 V sur le réseau 400 V par le fabricant ou par un électricien qualifié.
230 V ou triphasé : quel raccordement réseau convient
Si l’atelier ne dispose que d’une prise 230 V, un moteur à condensateur peut être envisagé. Il est alimenté en courant alternatif monophasé, mais il est plus lourd et présente un couple de démarrage plus faible qu’un moteur triphasé. Avec un condensateur dimensionné de façon optimale, il atteint environ 65 % de la puissance mécanique d’un moteur asynchrone triphasé de taille à peu près équivalente, et ce uniquement au point de fonctionnement pour lequel le condensateur est dimensionné. Pour des puissances plus importantes, on utilise donc des moteurs asynchrones triphasés[3].
Un moteur triphasé peut aussi fonctionner en monophasé grâce à un condensateur, dans ce que l’on appelle le montage Steinmetz[3]. Pour une scie circulaire, dont le moteur doit lancer la lame à forte inertie et absorber les pointes de charge à l’attaque de la coupe, c’est toutefois une solution de dépannage. Le moteur triphasé à cage est robuste et demande peu d’entretien, car le rotor en court-circuit ne subit aucune usure de balais[4]. À partir des puissances moyennes, un raccordement 400 V est donc le choix habituel.
Dimensionner puissance et service type : exemple 5,5 kW
Il n’existe pas de correspondance fixe du type « un diamètre de lame X nécessite Y kW ». La puissance dépend de la hauteur de coupe, de l’essence de bois, du sens des fibres, de l’avance et de la lame : selon le sens des fibres et l’essence, les pressions de coupe varient, et l’angle de coupe de la lame influe sur les efforts de coupe et d’avance[5]. Physiquement : puissance de coupe = effort de coupe × vitesse de coupe. À 80 m/s, un effort de coupe de 10 N seulement au cercle des dents représente déjà 0,8 kW. Pour un moteur de remplacement, la base la plus sûre est donc la puissance du moteur d’origine, que le constructeur de la machine a dimensionnée pour la lame, la hauteur de coupe et l’avance.
Un moteur de scie circulaire de 5,5 kW correspond à environ 7,5 ch. Il importe de savoir dans quel service type cette puissance s’applique. S1 désigne le service continu à charge constante ; si aucun service type n’est indiqué, le moteur est conçu pour celui-ci. S6 désigne le service ininterrompu périodique ; le pourcentage indique le facteur de marche, rapporté à une durée de cycle de 10 minutes[6]. Un moteur « 5,5 kW S6-40 % » tourne donc en permanence, mais ne peut être chargé à sa puissance assignée que 4 minutes sur 10. Pour les scies effectuant de longues coupes continues, par exemple la refente de madriers en série, un moteur avec indication S1 ou une réserve de puissance plus importante est donc judicieux.
Le courant augmente avec la puissance, et avec lui le calibre de la protection et la section des câbles.
Vitesse et vitesse de coupe
La vitesse de rotation d’un moteur asynchrone découle de la fréquence du réseau et du nombre de paires de pôles : n = 60 · f / p. Sur le réseau 50 Hz, on obtient 3 000 tr/min (2 pôles) ou 1 500 tr/min (4 pôles) ; en raison du glissement, la vitesse réelle est généralement inférieure de 1 à 8 %. Sur le réseau 60 Hz, le même moteur à 2 pôles tourne à la vitesse de synchronisme de 3 600 tr/min[4].
Pour la scie, c’est toutefois la vitesse de coupe à la lame qui compte. Pour le bois, elle doit se situer entre 60 et 100 m/s ; la formule empirique est v = r · n / 1000, avec r en cm, n en tr/min et v en m/s. Pour 80 m/s, une lame de 350 mm nécessite 4 500 à 5 000 tr/min, une lame de 300 mm 5 000 à 6 000 tr/min[5]. Le tableau suivant indique la vitesse périphérique v = π · d · n / 60 pour des vitesses de moteur typiques :
| Diamètre de lame | 1 450 tr/min (4 pôles) | 2 900 tr/min (2 pôles) | 4 500 tr/min (courroie ou variateur) |
|---|---|---|---|
| 300 mm | 23 m/s | 46 m/s | 71 m/s |
| 350 mm | 27 m/s | 53 m/s | 82 m/s |
| 400 mm | 30 m/s | 61 m/s | 94 m/s |
| 500 mm | 38 m/s | 76 m/s | 118 m/s |
| 700 mm | 53 m/s | 106 m/s | 165 m/s |
Un moteur à 2 pôles entraînant directement la lame n’atteint donc la plage de 60 à 100 m/s qu’avec des lames d’environ 400 à 650 mm. Les lames plus petites nécessitent une multiplication par courroie ou un variateur de fréquence ; avec des moteurs triphasés alimentés par variateur, les vitesses sont souvent réglables en continu dans une plage de 1 500 à 6 000 tr/min[7]. Dans tous les cas, la vitesse maximale admissible de la lame ne doit pas être dépassée[5]. Elle est indiquée sur la lame, par exemple « 216 × 2,4 × 30 / 40 / max. 7000 » pour le diamètre, la largeur de coupe, l’alésage, le nombre de dents et la vitesse maximale[8]. Pour en savoir plus sur la vitesse et le fonctionnement sur variateur, consultez l’article Vitesse des moteurs électriques.
Moteur de scie circulaire sur table : ce qui change
Les scies circulaires sur table et les scies à format servent à débiter du bois massif et des panneaux à base de bois. La scie à format dispose, à gauche de la lame, d’un chariot coulissant qui va jusqu’à la lame ; la scie circulaire sur table n’en a pas[9]. Pour le moteur, la règle est la même sur les deux types : il est placé sous la table, souvent sur un dispositif d’inclinaison et de réglage en hauteur, et entraîne la lame, sur les machines stationnaires, fréquemment par courroie trapézoïdale, crantée ou plate. Les différentes vitesses sont obtenues par des poulies ou par des moteurs triphasés à nombre de pôles commutable[7].
Il en découle des exigences auxquelles un moteur de remplacement doit satisfaire :
- Les dimensions et la fixation doivent correspondre à l’espace disponible et au support basculant du moteur ; la poulie et le bout d’arbre doivent concorder.
- Lorsque la vitesse est changée en déplaçant la courroie, elle est affichée au poste de commande ou vérifiée à l’aide d’un diagramme sur la poulie. Sur les machines neuves, les portes d’accès aux poulies sont sécurisées par des interrupteurs de position de sorte que l’entraînement s’arrête à leur ouverture[9].
- Les lames de scie pour le travail du bois doivent être conformes à la norme EN 847-1 et adaptées à la plage de vitesses et au diamètre de la machine[9].
- Sur les scies circulaires sur table et les scies à format construites à partir de 1982, le temps de ralentissement doit être limité à 10 secondes au maximum, par exemple au moyen d’un moteur-frein ou d’un dispositif de freinage électrique[5]. Notre article Moteur de scie circulaire avec frein traite des types de freins, du couple de freinage et du raccordement.
Forme de construction, arbre et protection moteur
Les moteurs normalisés sont standardisés dans la norme DIN EN IEC 60072-1 : pour les hauteurs d’axe 56 à 400, elle fixe les dimensions de montage, les dimensions des bouts d’arbre et l’affectation des puissances assignées aux hauteurs d’axe, pour les machines à pattes comme pour les machines à bride[10]. Un moteur normalisé de même hauteur d’axe et de même forme de construction s’adapte donc mécaniquement au même support. De nombreuses scies possèdent toutefois des arbres spéciaux : un bout d’arbre allongé avec filetage et flasque de serrage, sur lequel la lame est montée directement. Le sens du filetage et le sens de rotation vont de pair, afin que l’écrou de serrage ne se desserre pas en fonctionnement. Vérifiez en outre que le flasque et l’alésage correspondent à la lame.
| Caractéristique | Points à vérifier |
|---|---|
| Indice de protection | IP55 : protégé contre la poussière en quantité nuisible et contre les jets d’eau[11] |
| Disjoncteur-moteur | possède toujours un déclencheur de surcharge et un déclencheur de court-circuit[12] |
| Thermistance CTP (PTC) | les thermistances placées dans l’enroulement augmentent brusquement leur résistance à la température nominale de déclenchement ; un relais de déclenchement externe ouvre le contacteur[12] |
| Remise en marche | après déclenchement de la protection par thermistances, uniquement lorsque le moteur a suffisamment refroidi[12] |
Pour l’entretien courant, quelques gestes suffisent : maintenez les ailettes de refroidissement et le capot de ventilateur exempts de copeaux et de poussière afin que l’air de refroidissement circule librement, vérifiez le bon serrage des raccordements et des fixations, et soyez attentif à toute modification du bruit des roulements.
Acheter un moteur de scie circulaire d’occasion : liste de contrôle
Un moteur d’occasion peut remplacer à moindre coût une unité d’entraînement défectueuse, s’il convient techniquement. Au prix plus bas s’opposent une usure inconnue et une garantie souvent absente. Le prix d’un moteur de scie circulaire, neuf ou d’occasion, dépend de la puissance, du nombre de pôles, de la forme de construction, de l’arbre, du frein, de l’état et de l’étendue de la livraison. Ne comparez donc les offres de petites annonces, de négociants en machines d’occasion ou de distributeurs spécialisés qu’à données de plaque signalétique et accessoires identiques. Avant l’achat, passez en revue les points suivants :
- Plaque signalétique : tension et couplage (380 V fixe, 220/380 V, 230/400 V ou 400/690 V), fréquence, puissance, vitesse et service type. En l’absence d’indication du service type, S1 s’applique[6].
- Mécanique : hauteur d’axe, fixation à pattes ou à bride, diamètre et longueur de l’arbre, filetage et sens de rotation par rapport à l’ancien moteur.
- Roulements et fonctionnement : tourner l’arbre à la main, vérifier le jeu et la rugosité ; lors d’un essai de fonctionnement, être attentif au bruit des roulements, aux vibrations et à l’échauffement.
- Enroulement : mesure d’isolement par un électricien qualifié. La mesure s’effectue en tension continue ; les tensions d’essai typiques sont de 250, 500 ou 1 000 V[13].
- Accessoires : plaque à bornes, ventilateur et capot de ventilateur, thermistances avec relais de déclenchement, frein et interrupteur. Les pièces manquantes renchérissent l’achat.
Si le moteur est monté dans une scie d’occasion complète ou acheté avec elle, la publication DGUV FBHM-104 aide à comparer la machine à l’état de la technique ; elle peut expressément être utilisée aussi lors de l’acquisition de machines d’occasion[9]. Le raccordement est confié à un électricien qualifié.
Pour les nouvelles constructions, ou lorsque le moteur, l’étage à courroie ou à réducteur et le frein doivent être assortis à nouveau, il vaut la peine de considérer l’ensemble de la chaîne cinématique. En tant que fournisseur de la chaîne cinématique complète composée de freins, de réducteurs et de moteurs, nous dimensionnons chez ATEK Drive Solutions des entraînements sur mesure, d’une seule source. Vous trouverez un aperçu de nos moteurs IEC dans notre gamme ; pour l’entraînement de votre scie, nous vous conseillons volontiers via notre page Contact.
Questions fréquentes
Puis-je faire fonctionner un moteur de scie circulaire 380 V sur le réseau 400 V ?
Sur le réseau 400 V, un moteur portant l’indication fixe 380 V se situe juste en dehors de la plage de ±5 % dans laquelle la norme DIN EN 60034-1 autorise le fonctionnement continu au couple assigné. Il reste toutefois dans la plage de ±10 %, dans laquelle il doit fournir le couple assigné ; un fonctionnement prolongé aux limites extérieures de celle-ci n’est pas recommandé. Si la plaque signalétique indique une plage comme 380–420 V, le fonctionnement sous 400 V est couvert. Pour une indication purement 380 V, faites valider le fonctionnement continu par le fabricant.
Combien de kW faut-il pour un moteur de scie circulaire ?
Cela dépend de la hauteur de coupe, de l’essence de bois, de l’avance et de la lame. Pour un moteur de remplacement, reprenez la puissance, la vitesse et le service type du moteur d’origine. Pour un nouveau dimensionnement, la puissance résulte de l’effort de coupe multiplié par la vitesse de coupe.
Que signifie S6-40 % pour un moteur de scie circulaire de 5,5 kW ?
Le moteur tourne sans interruption, mais ne peut être chargé à sa puissance assignée que pendant 40 % d’une durée de cycle de 10 minutes, soit 4 minutes. Pour des coupes continues plus longues, il vous faut un moteur avec indication S1 ou une réserve de puissance plus importante.
Quelle vitesse faut-il pour un moteur de scie circulaire ?
Avec le diamètre de la lame, la vitesse doit donner une vitesse de coupe de 60 à 100 m/s. En entraînement direct, un moteur à 2 pôles d’environ 2 900 tr/min n’y parvient qu’avec un diamètre de lame d’environ 400 à 650 mm ; les lames plus petites nécessitent une multiplication par courroie ou un variateur. La vitesse maximale de la lame ne doit jamais être dépassée.
Puis-je faire fonctionner ma scie circulaire en 230 V ?
Avec un moteur à condensateur, oui, pour les petites puissances. Même avec un condensateur dimensionné de façon optimale, il n’atteint toutefois qu’environ 65 % de la puissance d’un moteur triphasé de taille à peu près équivalente et présente un couple de démarrage plus faible. Les scies plus grandes fonctionnent en triphasé 400 V.
Qu’est-ce qui distingue un moteur de scie circulaire sur table d’un moteur normalisé ?
Sur le plan électrique, il s’agit le plus souvent d’un moteur asynchrone ordinaire, triphasé ou à condensateur. Les différences sont d’ordre mécanique : arbres spéciaux avec filetage et flasque de serrage, fixation sur le support basculant du moteur, entraînement par courroie et frein.
À quoi faut-il faire attention lors de l’achat d’un moteur de scie circulaire d’occasion ?
À la plaque signalétique (tension, couplage, puissance, vitesse, service type), à une forme de construction et un arbre adaptés, à des roulements silencieux, à une mesure d’isolement de l’enroulement par un électricien qualifié et à des accessoires complets comme la plaque à bornes, le ventilateur, les thermistances et le frein.
Comment une thermistance CTP protège-t-elle le moteur contre la surchauffe ?
Les thermistances CTP placées dans l’enroulement augmentent brusquement leur résistance à leur température nominale de déclenchement. Un relais de déclenchement externe le détecte et coupe le moteur via le contacteur. Le moteur ne peut être remis en marche qu’après un refroidissement suffisant.
Sources
- Wikipedia (DE) : Netzspannung (tension du réseau)
- DKE (DE) : Normauslegung zu Bemessungsspannung und Spannungstoleranzen drehender elektrischer Maschinen (interprétation de la norme sur la tension assignée et les tolérances de tension des machines électriques tournantes, 2014)
- Wikipedia (DE) : Kondensatormotor (moteur à condensateur)
- Wikipedia (DE) : Drehstrom-Asynchronmaschine (machine asynchrone triphasée)
- Holz-Berufsgenossenschaft (DE) : BGI 5074 Tisch- und Formatkreissägemaschine, Handhabung und sicheres Arbeiten (scies circulaires sur table et scies à format : utilisation et travail en sécurité, 2007)
- Wikipedia (DE) : Nennbetriebsart (service type)
- Wikipedia (DE) : Kreissäge (scie circulaire)
- Wikipedia (DE) : Kreissägeblatt (lame de scie circulaire)
- DGUV FBHM-104 (DE) : Tisch- und Formatkreissägemaschinen (scies circulaires sur table et scies à format, 2019)
- DIN Media (DE) : DIN EN IEC 60072-1, Abmessungen und Leistungsreihen (dimensions et séries de puissances)
- Wikipedia (DE) : IP-Schutzart (indice de protection IP)
- Wikipedia (DE) : Motorschutz (Elektrotechnik) (protection des moteurs)
- Wikipedia (DE) : Isolationswiderstand (résistance d’isolement)
