Branchement d’un moteur triphasé : couplage étoile ou triangle

Un moteur asynchrone triphasé a six bornes et trois barrettes. Selon la position de ces barrettes, ses enroulements sont couplés en étoile ou en triangle, et c’est la tension de votre réseau qui décide. Un mauvais couplage fait soit chauffer et griller le moteur en quelques minutes, soit le fait tourner sans force. Voici comment lire la plaque, placer les barrettes et raccorder le moteur en toute sécurité.

Lire la plaque signalétique

Tout se joue sur la plaque fixée sur la carcasse. Les informations utiles au branchement sont :

• les deux tensions, séparées par une barre : 230/400 V, 400/690 V… Elles sont souvent accompagnées des symboles Δ/Y (triangle/étoile) ;
• les deux intensités nominales, dans le même ordre (par exemple 6,1/3,5 A) : l’intensité en triangle et l’intensité en étoile ;
• la puissance utile (en kW), le cos φ et la vitesse (tr/min).

La petite tension est la tension maximale que peut recevoir un enroulement. En triangle, chaque enroulement est branché entre deux phases et reçoit toute la tension du réseau. En étoile, il ne reçoit que la tension entre une phase et le point commun, soit la tension du réseau divisée par √3 (400 ÷ 1,732 ≈ 230 V).

Quel couplage pour quel réseau ?

Retenez la règle : petite tension = triangle, grande tension = étoile. Si la tension de votre réseau ne figure pas sur la plaque, le moteur n’est pas prévu pour ce réseau.

La tension entre phases de votre installation se vérifie au multimètre, ou se déduit du type de raccordement : voir les différences entre triphasé et monophasé et le cours monophasé et triphasé.

La plaque à bornes : repérage U, V, W

Les moteurs à une vitesse ont une plaque à bornes (ou planchette) à 6 bornes, dont les repères sont normalisés (CEI 60034-8). Chaque enroulement a un début (indice 1) et une fin (indice 2) :

• enroulement U : bornes U1 et U2 ;
• enroulement V : bornes V1 et V2 ;
• enroulement W : bornes W1 et W2.

Sur la planchette, le rang du haut porte U1 V1 W1 et le rang du bas W2 U2 V2, décalé d’un cran. Ce décalage permet de réaliser les deux couplages avec les mêmes barrettes, livrées dans la boîte à bornes. Sur les moteurs anciens, on trouve parfois les repères U, V, W et X, Y, Z (X = fin de U, Y = fin de V, Z = fin de W) ; certaines marques utilisent 1U, 1V, 1W.

Le fabricant place un schéma de branchement dans la boîte à bornes (Leroy-Somer le fournit sur tous ses moteurs) : en cas de doute, c’est lui qui fait foi.

Couplage étoile : schéma et câblage

En étoile, les fins des trois enroulements sont reliées ensemble et forment un point commun.

1. Posez les trois barrettes horizontalement sur le rang du bas, pour relier W2, U2 et V2 entre elles (deux barrettes suffisent électriquement, la troisième est souvent posée pour ne pas la perdre).
2. Raccordez L1 sur U1, L2 sur V1, L3 sur W1.
3. Raccordez le conducteur de protection (vert/jaune) sur la borne de masse de la boîte à bornes.

Le neutre du réseau ne se raccorde pas au point étoile du moteur : un moteur triphasé équilibré n’en a pas besoin. Un câble 4G (3 phases + terre) suffit.

Couplage triangle : schéma et câblage

En triangle, la fin de chaque enroulement est reliée au début du suivant, ce qui forme une boucle.

1. Posez les trois barrettes verticalement : U1-W2, V1-U2, W1-V2.
2. Raccordez L1 sur U1, L2 sur V1, L3 sur W1.
3. Raccordez la terre sur la borne de masse.

Que se passe-t-il en cas d’erreur ?

• Moteur 230/400 V couplé en triangle sur 400 V : chaque enroulement reçoit 400 V au lieu de 230 V. Le courant explose, le moteur chauffe très vite et grille si la protection n’est pas bien réglée.
• Moteur 400/690 V couplé en étoile sur 400 V : chaque enroulement ne reçoit que 230 V. Le moteur tourne, mais avec un couple fortement réduit ; en charge, il cale ou chauffe.

Sens de rotation : l’inverser

D’après Leroy-Somer, un moteur alimenté en U1, V1, W1 par un réseau L1, L2, L3 dans l’ordre direct tourne dans le sens horaire, vu face au bout d’arbre. Pour inverser le sens, permutez deux phases quelconques de l’alimentation (par exemple L1 et L2). Ne touchez pas aux barrettes : elles ne changent pas le sens.

Vérifiez avant que la machine accepte les deux sens : certains moteurs (ventilation, pompes, moteurs avec antidévireur) ne doivent tourner que dans un sens, indiqué par une flèche sur la carcasse. Pour inverser le sens à volonté, on utilise un inverseur de marche à deux contacteurs de puissance verrouillés entre eux (voir commande moteur).

Le démarrage étoile-triangle

Au démarrage direct, un moteur asynchrone appelle plusieurs fois son courant nominal. Le démarrage étoile-triangle réduit cet appel : le moteur démarre en étoile (courant et couple divisés par trois environ), puis un automatisme bascule en triangle une fois la vitesse atteinte.

Condition indispensable : le moteur doit fonctionner en triangle sur la tension du réseau. Sur un réseau 400 V, il faut donc un moteur 400/690 V. Un moteur 230/400 V ne peut pas démarrer en étoile-triangle sur 400 V. Le démarreur supprime alors les barrettes : les six bornes sont câblées vers le démarreur (deux câbles d’alimentation). Le couple réduit au démarrage réserve ce procédé aux machines qui démarrent à vide ou peu chargées. Un démarreur électronique ou un variateur de fréquence sont les alternatives modernes.

Alimentation et protection du moteur

• Sectionnement : un dispositif de coupure en amont, pour pouvoir intervenir en sécurité.
• Protection contre les surcharges : un disjoncteur moteur (magnétothermique) ou un relais thermique associé à un contacteur. Leroy-Somer précise que la protection thermique se règle sur l’intensité de la plaque correspondant à la tension du réseau : pour un moteur 230/400 V couplé en étoile sur 400 V, c’est la plus petite intensité.
• Section du câble : elle dépend de l’intensité et de la longueur. Leroy-Somer recommande de calculer la chute de tension au courant de démarrage, et de la limiter à 3 % quand le couple de démarrage est critique.
• Mise à la terre : obligatoire, sur la borne de masse de la boîte à bornes.
• Prise : pour une machine mobile, une prise industrielle rouge (400 V) 3P+T ou 3P+N+T, ou une prise triphasée adaptée à l’intensité.

Le cas particulier des moteurs dans une installation domestique est traité dans les moteurs dans l’installation électrique.

Contrôler un moteur avant de le brancher

Sur un moteur d’occasion ou resté longtemps stocké, deux contrôles simples, barrettes retirées et moteur hors tension :

• Continuité des enroulements à l’ohmmètre : U1-U2, V1-V2 et W1-W2 doivent donner trois valeurs faibles et proches. Une valeur infinie signale un enroulement coupé, une valeur très différente un défaut.
• Isolement entre chaque enroulement et la carcasse, au mégohmmètre : une valeur faible indique un bobinage humide ou dégradé, à faire contrôler par un bobinier.

Questions fréquentes

Comment savoir si un moteur est branché en étoile ou en triangle ?

Regardez les barrettes : couchées sur le rang du bas (W2-U2-V2), c’est l’étoile ; verticales entre les deux rangs, c’est le triangle.

Un moteur 230/400 V : étoile ou triangle sur du 400 V ?

En étoile. Chaque enroulement reçoit alors 230 V, sa tension nominale.

Faut-il raccorder le neutre à un moteur triphasé ?

Non. Un moteur triphasé se raccorde avec trois phases et la terre. Le neutre ne sert que si la machine comporte des auxiliaires en 230 V (commande, éclairage), prévus par son schéma.

Comment inverser le sens de rotation d’un moteur triphasé ?

Coupez l’alimentation et permutez deux des trois phases, à la plaque à bornes ou en amont. Le couplage ne change pas.

Peut-on brancher un moteur triphasé sur du monophasé ?

Pas directement. Il existe un montage avec condensateur (montage Steinmetz), avec une perte de puissance, ou un variateur monophasé/triphasé. Voir aussi le passage du triphasé au monophasé.

Pourquoi mon moteur chauffe-t-il ?

Causes électriques les plus fréquentes : mauvais couplage (moteur 230/400 V en triangle sur 400 V), perte d’une phase (le moteur « ronfle » et chauffe), surcharge mécanique ou tension du réseau trop basse. Coupez et faites contrôler : un moteur qui chauffe anormalement finit par griller.