2. Explication du système de cadre CEI
3. Explication du système de cadre NEMA
4. Comparaison des dimensions IEC et NEMA
5. Différences électriques : tension, fréquence, rendement
6. Guide de références croisées et de substitution
7. Gamme de moteurs IEC Ever-Power de Corée
8. Foire aux questions
1. Pourquoi existe-t-il deux normes pour les moteurs parallèles ?
La normalisation des moteurs électriques s'est développée indépendamment de part et d'autre de l'Atlantique au début du XXe siècle. Aux États-Unis, la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) a publié la première édition de sa norme relative aux châssis de moteurs dans les années 1950, établissant des dimensions en pouces liées au réseau électrique nord-américain de 60 Hz et 460 V. En Europe et dans le reste du monde, la Commission électrotechnique internationale (CEI) a développé un système métrique indépendant, lié à l'infrastructure électrique internationale de 50 Hz et 380-400 V.
Bien que les deux normes définissent les mêmes dimensions de base (hauteur de l'arbre, diamètre de l'arbre, longueur de l'extension de l'arbre, entraxe des trous de fixation et diamètre du logement de la bride), elles le font dans des unités différentes avec des valeurs numériques différentes et ajoutent des exigences supplémentaires différentes concernant les performances électriques, les données de la plaque signalétique, les essais d'isolation et la classification du rendement. De ce fait, un moteur IEC et un moteur NEMA de puissance nominalement similaire ne sont pas mécaniquement interchangeables sans plaques d'adaptation ou usinage de l'arbre, même si leurs désignations de châssis peuvent sembler similaires dans leurs séries respectives.
Union européenne, Royaume-Uni, Australie, Nouvelle-Zélande, Inde, Chine, Japon, Corée du Sud, Asie du Sud-Est, Moyen-Orient, Afrique, Amérique du Sud. Couvre environ 85 % des nouvelles installations de moteurs dans le monde.
États-Unis, Canada, Mexique et certains pays d'Amérique latine où l'infrastructure électrique nord-américaine est installée. Cela représente environ 15 % des nouvelles installations de moteurs dans le monde.
2. Explication du système de cadre CEI
La norme CEI 72-1 attribue les désignations de châssis en utilisant la hauteur d'arbre (distance en millimètres entre le dessous du pied du moteur et l'axe de l'arbre) comme principal critère d'identification. Ainsi, la hauteur d'arbre est immédiatement lisible à partir de la désignation du châssis : un moteur CEI châssis 132 a une hauteur d'arbre de 132 mm ; un moteur châssis 160 a une hauteur d'arbre de 160 mm ; un moteur châssis 200 a une hauteur d'arbre de 200 mm. Pour chaque hauteur d'arbre, un suffixe alphabétique indique la longueur du noyau du stator : S (court), M (moyen) ou L (long). À hauteur d'arbre égale, un noyau plus long permet un volume d'enroulement plus important et donc une puissance de sortie plus élevée.
| Cadre IEC | Hauteur de l'arbre H (mm) | Diamètre de l'arbre D (mm) | Trou de pied A (mm) | Trou de pied B (mm) | Puissance typique (4P) |
|---|---|---|---|---|---|
| CEI 71 | 71 | 14 | 112 | 71 | 0,18–0,37 kW |
| IEC 80 | 80 | 19 | 125 | 100 | 0,37–0,75 kW |
| IEC 90 | 90 | 24 | 140 | 100 | 0,75–2,2 kW |
| IEC 100 | 100 | 28 | 160 | 112 | 2,2–3,0 kW |
| CEI 112 | 112 | 28 | 190 | 114 | 3,0–5,5 kW |
| CEI 132 | 132 | 38 | 216 | 140 | 5,5–11 kW |
| IEC 160 | 160 | 42 | 254 | 178 | 11–18,5 kW |
| IEC 180 | 180 | 48 | 279 | 203 | 18,5–30 kW |
| IEC 200 | 200 | 55 | 318 | 228 | 30–45 kW |
| CEI 225–315 | 225–315 | 60–85 | 356–508 | 254–406 | 45–200+ kW |
Le code de montage CEI (désignation IM) spécifie la configuration de montage : IM B3 (pied horizontal), IM B5 (bride horizontale), IM B35 (pied et bride), IM V1 (pied vertical, arbre vers le bas), etc. Ce système de codage est identique pour toutes les tailles de châssis CEI et tous les fabricants.
3. Explication du système de cadre NEMA
La norme NEMA MG1 attribue des numéros de châssis (par exemple 143T, 182T, 213T, 256T) dont les deux ou trois premiers chiffres codent la hauteur de l'arbre et le suffixe alphabétique indique la série de châssis en T (norme en vigueur depuis les années 1960) et le type de montage. La hauteur de l'arbre, exprimée en pouces, se calcule en divisant les deux premiers chiffres du numéro de châssis par 4 : le châssis 143T a une hauteur d'arbre de 14 ÷ 4 = 3,5 pouces (88,9 mm) ; le châssis 256T a une hauteur d'arbre de 25 ÷ 4 = 6,25 pouces (158,8 mm). Le troisième chiffre (3 pour 143T, 6 pour 256T) correspond à la distance axiale entre l'extrémité de l'arbre et l'entraxe des trous de fixation, et non directement à la longueur du noyau.
Note historique sur les châssis NEMA : avant 1964, la norme NEMA utilisait des désignations de châssis en U (comme 143U), dont les dimensions sont supérieures à celles des châssis en T actuels pour une même puissance. Lors du remplacement d'un moteur à châssis en U, vérifiez si le parc installé utilise des dimensions de châssis en T ou en U. Korea Ever-Power ne fabrique pas de moteurs à châssis en U ; tous les moteurs de la série Y2 sont conformes à la norme CEI 72-1 actuelle, dont les dimensions sont plus proches de celles des moteurs NEMA à châssis en T que de celles à châssis en U.
| Cadre NEMA | Hauteur de l'arbre (en pouces) | Hauteur de l'arbre (mm) | Diamètre de l'arbre (en pouces) | Puissance typique (4P, 60 Hz) |
|---|---|---|---|---|
| NEMA 56 | 3,50 pouces | 88.9 | 5/8 po | ⅓–¾ ch |
| NEMA 143T | 3,50 pouces | 88.9 | 7/8 po | 1 à 1,5 ch |
| NEMA 182T | 4,50 pouces | 114.3 | 1⅛ po | 2–3 ch |
| NEMA 213T | 5,25 pouces | 133.4 | 1⅞ po | 5 à 7,5 ch |
| NEMA 256T | 6,25 pouces | 158.8 | 1⅝ po | 10–15 ch |
| NEMA 324T | 8,00 pouces | 203.2 | 2⅛ po | 20 à 30 ch |
| NEMA 365T | 9,00 pouces | 228.6 | 2⅞ po | 40 à 60 ch |
4. Comparaison dimensionnelle IEC vs NEMA
Le tableau ci-dessous compare les châssis IEC et NEMA, démontrant pourquoi les deux systèmes ne sont pas dimensionnellement interchangeables, même pour des hauteurs d'arbre nominalement similaires. Les diamètres d'arbre, les entraxes des trous de fixation et les longueurs d'extension d'arbre diffèrent, ce qui signifie qu'un moteur IEC ne peut pas être boulonné directement sur un support de moteur NEMA sans modification.
| Cadre IEC | Hauteur de l'arbre IEC (mm) | Cadre NEMA le plus proche | Hauteur de l'arbre NEMA (mm) | Différence de hauteur de tige | Installation directe ? |
|---|---|---|---|---|---|
| IEC 90 | 90 mm | NEMA 143T | 88,9 mm | −1,1 mm | Non |
| CEI 112 | 112 mm | NEMA 182T | 114,3 mm | +2,3 mm | Non |
| CEI 132 | 132 mm | NEMA 213T | 133,4 mm | +1,4 mm | Non |
| IEC 160 | 160 mm | NEMA 256T | 158,8 mm | −1,2 mm | Non |
| IEC 180 | 180 mm | NEMA 286T | 177,8 mm | −2,2 mm | Non |
| IEC 200 | 200 mm | NEMA 324T | 203,2 mm | +3,2 mm | Non |
Même lorsque la hauteur des arbres diffère de 2 à 3 mm, l'entraxe des trous de fixation (dimensions A et B) varie considérablement entre les normes IEC et NEMA, et les diamètres des arbres sont spécifiés selon des systèmes de tolérance différents (h6 métrique en IEC contre tolérances impériales en NEMA). Le montage direct d'un moteur IEC dans un support NEMA, et inversement, est impossible sans usinage ou plaque d'adaptation.
5. Différences électriques : tension, fréquence et rendement
Les moteurs IEC sont conçus pour une alimentation triphasée de 380 à 400 V, 50 Hz (norme internationale IEC). Les moteurs NEMA sont conçus pour une alimentation triphasée de 460 V (ou 230/460 V en double tension), 60 Hz (norme nord-américaine). L'alimentation d'un moteur IEC à 60 Hz augmente sa vitesse synchrone de 20 % (un moteur à 4 pôles tourne à 1 800 tr/min au lieu de 1 500 tr/min) et accroît les pertes fer, nécessitant un déclassement. L'alimentation d'un moteur NEMA à 50 Hz réduit sa vitesse synchrone de 17 % et peut nécessiter un réajustement de sa puissance. Les moteurs NEMA bi-tension (230/460 V, 60 Hz) ne peuvent pas être simplement connectés à une alimentation IEC de 380 V, 50 Hz sans problème de différence de fréquence, même si la tension est acceptable.
La puissance des moteurs IEC est exprimée en kilowatts (kW). Celle des moteurs NEMA est exprimée en chevaux-vapeur (ch). Conversion : 1 ch = 0,746 kW. Correspondances courantes : 1 ch ≈ 0,75 kW ; 2 ch ≈ 1,5 kW ; 5 ch ≈ 3,7 kW ; 10 ch ≈ 7,5 kW ; 20 ch ≈ 15 kW ; 50 ch ≈ 37 kW. La série de puissance préférée de la CEI (0,18, 0,25, 0,37, 0,55, 0,75, 1,1, 1,5, 2,2, 3,0, 4,0, 5,5, 7,5, 11 kW…) ne correspond pas exactement à la série de puissance NEMA (0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0, 5,0, 7,5, 10… hp), il est donc rare de pouvoir substituer exactement la même puissance à la même taille de châssis.
Les moteurs IEC utilisent le système international de classification de leur rendement (IE1 Standard, IE2 Haut, IE3 Premium, IE4 Super Premium) défini dans la norme IEC 60034-30-1. Les moteurs NEMA utilisent un système de classification différent : le rendement nominal NEMA et le rendement premium NEMA (définis dans le tableau 12-12 de la norme NEMA MG1). Le rendement premium NEMA est approximativement équivalent au rendement IEC IE3 pour la plupart des puissances, bien que les méthodes d’essai et les valeurs de rendement spécifiques diffèrent à certains points de la plage. Les classes de rendement IEC et NEMA ne sont pas numériquement interchangeables et ne doivent pas être comparées directement sans consulter les deux normes.
6. Guide de références croisées et de substitution
Le remplacement d'un moteur IEC par un moteur NEMA (ou inversement) nécessite la vérification indépendante de quatre éléments : la hauteur de l'arbre (est-elle compatible avec l'accouplement ou la machine entraînée ?), l'entraxe des trous de fixation (est-il compatible avec la plaque de base ?), le diamètre et la longueur de l'arbre (est-ils compatibles avec l'accouplement ou la poulie ?), et les caractéristiques électriques (le moteur fonctionne-t-il avec l'alimentation disponible ?). Ces quatre éléments doivent être vérifiés ; la compatibilité sur une ou deux dimensions ne suffit pas pour un remplacement réussi.
Mesurez la hauteur de l'arbre moteur existant, de la face inférieure du pied jusqu'à l'axe de l'arbre. Trouvez le châssis IEC dont la hauteur d'arbre correspond à ±2 mm près afin d'éviter toute différence de hauteur au niveau de l'accouplement.
Mesurez l'écartement longitudinal (A) et latéral (B) des trous de fixation du moteur existant. Comparez-le aux dimensions A et B du bâti CEI. En cas de différence, une nouvelle plaque de base ou une plaque d'adaptation est nécessaire.
Le diamètre de l'alésage de l'accouplement ou de la poulie existant doit correspondre à celui du nouvel arbre moteur. Dans le cas contraire, il convient d'aléser l'accouplement ou d'installer une bague d'adaptation. La longueur de rallonge de l'arbre doit permettre un engagement complet de l'accouplement.
Vérifiez que la tension et la fréquence nominales du moteur de remplacement IEC correspondent à celles de l'alimentation disponible. Pour les installations nord-américaines en 460 V 60 Hz, spécifiez un moteur IEC bobiné de 460 V 60 Hz ou utilisez un transformateur abaisseur si vous utilisez un moteur IEC standard de 380 V 50 Hz.
7. Gamme de moteurs IEC Ever-Power de Corée
Korea Ever-Power fabrique tous ses moteurs électriques conformément à la norme IEC 72-1 (châssis métrique). Tous les moteurs de la série Y2 sont dimensionnellement interchangeables avec tout moteur conforme à la norme IEC, quel que soit le fabricant, et portant la même désignation de châssis. gamme de moteurs triphasés couvre les cadres IEC 71 à 315 dans des configurations à 2 pôles, 4 pôles, 6 pôles et 8 pôles à 380 V 50 Hz en standard.
8. Foire aux questions
Édité par Cxm
