Calculateur de courant à pleine charge d’un moteur

Calculez le courant à pleine charge d’un moteur monophasé ou triphasé à partir de sa puissance nominale en kW ou en hp, de son rendement et de son facteur de puissance.

Puissance électrique et courant Mis à jour Gratuit, sans inscription

Triphasé

Alimentation

L1U1L2V1L3W1PE

3 ~ MoteurÀ pleine charge

Puissance à l’arbre1520,12
Tension entre phases400
cos φ0.85
Rend. η92
Courant par phase27,69

Répartition de la puissance électrique absorbée

Puissance apparente19,18 kVAPuissance transportée par les câbles et l’appareillage
Puissance électrique absorbée16,3 kWFacteur de puissance 0,85 appliqué aux kVA
Puissance à l’arbre15 kWRendement 92 % ; pertes thermiques 1,304 kW

Même moteur, autres tensions d’alimentation

  • 208 V triphasé53,24 A
  • 230 V triphasé48,15 A
  • 415 V triphasé26,69 A
  • 480 V triphasé23,07 A
  • 690 V triphasé16,05 A
Choisir un TC pour 27,69 A
Valeurs d’exemple
Alimentation
Moteur
Caractéristiques nominales

Alimentations courantes

V

Plaque signalétique : puissance mécanique à l’arbre

Moteurs IE3 : environ 80 à 96 %, selon la taille

%

À pleine charge, généralement de 0,75 à 0,9

Courant à pleine charge, par phase

27,69A

Puissance à l’arbre de 15 kW, alimentation 400 V triphasé.

Puissance électrique absorbée à pleine charge
16,3 kW
Puissance apparente
19,18 kVA
Pertes dans le moteur
1,304 kW
Puissance nominale à l’arbre en hp
20,12 hp

Utilisez le courant de la plaque signalétique si vous le connaissez. Le courant de démarrage, plusieurs fois supérieur, n’est pas indiqué.

Méthode de calcul
  1. Pin = Pout ÷ η=15 ÷ 0,92=16,3 kW
  2. I = Pin × 1000 ÷ (√3 × V × PF)=16,3 × 1000 ÷ (1.732 × 400 × 0,85)=27,69 A

Choisissez le compteur et les TC pour ce moteur.

Triphasé à 400 V · 27,7 A par phase, dimensionné pour des TC de 120 A

Concevoir un système

Un moteur de 15 kW (20,12 hp), alimenté en 400 V triphasé, avec un rendement de 92 % et un facteur de puissance de 0,85, absorbe 27,69 A par phase à pleine charge.

Conseil : Le courant inscrit sur la plaque signalétique prime sur tout calcul. Utilisez cette estimation si la plaque est illisible ou avant la réception du moteur.

Calculer le courant d’un moteur à pleine charge

La puissance nominale d’un moteur, en kW ou en hp, correspond à sa puissance mécanique à l’arbre. Divisez-la par le rendement pour obtenir la puissance électrique absorbée, puis par √3, la tension entre phases et le facteur de puissance. Un moteur de 15 kW sous 400 V, avec un rendement de 92 % et un facteur de puissance de 0,85, absorbe 27,69 A sur chaque phase à pleine charge.

Utilisez ce résultat pour choisir des TC, comparer un courant mesuré à la puissance nominale ou estimer un moteur dont la plaque signalétique est illisible. Pour dimensionner les câbles et les protections, appliquez les règles de l’installation concernée.

Moteurs triphasés

I = Psortie × 1 000 ÷ (√3 × V × η × FP)

Psortie est la puissance nominale à l’arbre en kW ; V est la tension entre phases. η désigne le rendement en fraction et FP le facteur de puissance, tous deux à pleine charge.

Moteurs monophasés

I = Psortie × 1 000 ÷ (V × η × FP)

Utilisez la tension de phase pour V. Les petits moteurs monophasés ont souvent un rendement inférieur à 80 % : les pertes comptent donc davantage que pour un moteur triphasé.

Horsepower mécanique en kW

P (kW) = hp × 0,7457

Les plaques américaines et nombre de plaques anciennes utilisent le horsepower mécanique : 550 ft·lbf/s, soit 745,7 W. Le cheval-vapeur métrique (PS, CV) vaut 735,5 W.

Relevez le rendement et le facteur de puissance sur la plaque signalétique. Si le rendement est illisible, prenez le minimum de la classe IE du moteur selon IEC 60034-30-1. Par exemple, un moteur IE3 à quatre pôles de 7,5 kW sous 50 Hz a un rendement minimal de 90,4 %. Le règlement européen d’écoconception 2019/1781 impose la classe IE3 à la plupart des moteurs triphasés neufs de 0,75 à 1 000 kW depuis juillet 2021. Le facteur de puissance augmente avec la taille : un moteur à quatre pôles est généralement proche de 0,75 à 1 kW, de 0,82 à 7,5 kW et de 0,85 à 0,88 au-delà de 30 kW. Les moteurs à deux pôles sont légèrement au-dessus.

La formule ne donne que le courant à pleine charge. À charge partielle, le facteur de puissance diminue régulièrement. Le rendement culmine vers 75 % de charge, reste proche de sa valeur à pleine charge jusqu’à environ 50 %, puis baisse. Le courant magnétisant ne diminue pas avec la charge : même à vide, un moteur absorbe encore 20 à 50 % de son courant à pleine charge. À mi-charge, il absorbe donc bien plus de la moitié de ce courant. Pour évaluer la charge réelle d’un moteur, mesurez les kW, pas seulement les ampères.

Le courant de la plaque signalétique correspond à la tension nominale. La zone A de la norme IEC 60034-1 autorise ±5 % sur la tension et ±2 % sur la fréquence en fonctionnement continu. À charge mécanique inchangée, le courant augmente à peu près autant que la tension diminue. Un moteur de 400 V pleinement chargé, alimenté sous 380 V, absorbe environ 5 % de plus que le courant indiqué sur sa plaque.

Exemples de courant moteur à pleine charge

Moteur de pompe de 7,5 kW sous 400 V

Le rendement de 90,4 % est le minimum IE3 pour un moteur de 7,5 kW à quatre pôles sous 50 Hz. La puissance absorbée est de 7,5 ÷ 0,904 = 8,296 kW. Avec un facteur de puissance de 0,82, le courant vaut 8 296 ÷ (1,732 × 400 × 0,82) = 14,6 A sur chaque phase. À pleine charge, environ 0,8 kW est dissipé en chaleur dans le moteur. Un démarrage direct absorbe environ 90 à 115 A pendant quelques secondes.

Courant à pleine charge, par phase 14,6 A Ouvrir dans le calculateur

Moteur de 50 hp sous 480 V

50 hp correspondent à 37,28 kW. Avec un rendement de 94,1 % et un facteur de puissance de 0,86, le courant à pleine charge est de 55,42 A par phase. Le tableau NEC 430.250 indique 65 A pour un moteur de 50 hp sous 460 V, soit 17 % de plus. Selon NEC 430.6(A), dimensionnez les conducteurs et la protection contre les courts-circuits à partir du tableau, et la protection contre les surcharges à partir de la plaque signalétique. Utilisez la valeur calculée pour le suivi et le choix des TC.

Courant à pleine charge, par phase 55,42 A Ouvrir dans le calculateur

Moteur monophasé de 1,1 kW sous 230 V

Avec un rendement de 78 %, la puissance absorbée est de 1,41 kW. À un facteur de puissance de 0,9, le courant est de 6,813 A. Si vous prenez les 1,1 kW nominaux pour la puissance électrique absorbée, vous obtenez 5,3 A, soit une sous-estimation de 22 %.

Courant à pleine charge 6,813 A Ouvrir dans le calculateur

Tableau kW vers hp pour les moteurs

Puissances nominales standard à l’arbre en kW et leur équivalent en horsepower mécanique (1 hp = 745,7 W).

Puissance à l’arbre (kW)Horsepower (hp)
0,370,4962
0,550,7376
0,751,006
1,11,475
1,52,012
2,22,95
34,023
45,364
5,57,376
7,510,06
1114,75
1520,12
18,524,81
2229,5
3040,23
3749,62
4560,35
5573,76
75100,6
90120,7
110147,5
132177
160214,6
200268,2
250335,3

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Questions sur courant moteur à pleine charge

Faut-il utiliser le courant de la plaque signalétique ou une valeur calculée ?

Utilisez le courant de la plaque signalétique lorsqu’il est lisible. Le fabricant l’a mesuré pour ce moteur à la tension nominale. La précision d’un courant calculé dépend du rendement et du facteur de puissance saisis.

Quel courant un moteur absorbe-t-il au démarrage ?

Un démarrage direct absorbe généralement 6 à 8 fois le courant à pleine charge. Le courant baisse lorsque le moteur atteint sa vitesse, en quelques secondes le plus souvent. La norme IEC 60034-12 fixe des limites de rotor bloqué selon la classe de conception ; les plaques NEMA portent une lettre de code pour les kVA de rotor bloqué par hp. Un démarreur étoile-triangle ramène le courant de ligne à un tiers de celui d’un démarrage direct. Un démarreur progressif le limite généralement à 2 à 4 fois le courant à pleine charge, et un variateur de vitesse à environ ce courant. Cet outil ne calcule pas le courant de démarrage.

Pourquoi un moteur peu chargé absorbe-t-il autant de courant ?

Le courant magnétisant varie peu entre la marche à vide et la pleine charge ; il représente 20 à 50 % du courant à pleine charge. Les petits moteurs se situent plutôt dans le haut de cette plage. À faible charge, une grande part du courant est réactive et le facteur de puissance est bas. Le courant seul surestime la charge ; la puissance active en kW indique la charge réelle.

Quel TC choisir pour suivre un moteur ?

Commencez par les courants de fonctionnement minimal et maximal à mesurer, les dimensions du conducteur isolé et l’entrée du compteur. Si le courant de démarrage doit être enregistré, vérifiez aussi la plage transitoire et le temps de réponse du capteur et du compteur. Le sélecteur de transformateur de courant établit ce cahier des charges et vérifie le courant nominal, l’ouverture et la sortie d’un candidat. L’éventuelle correspondance avec un produit EpiSensor reste une comparaison de catalogue ; elle ne prouve ni la précision ni l’aptitude à capter le démarrage.

Limites de ce résultat

  • À charge partielle, le rendement et le facteur de puissance diminuent : un moteur peu chargé absorbe davantage de courant par kW que ne l’indique ce calcul à pleine charge.
  • Le courant de démarrage représente plusieurs fois le courant à pleine charge et dépend du démarreur ; cet outil ne le calcule pas.
  • Aux États-Unis, l’article 430 du NEC impose ses propres tableaux de courant à pleine charge, et non la plaque signalétique ou un calcul, pour dimensionner les conducteurs et la protection contre les courts-circuits.

Mesurer en continu

Un ZEM sur l’alimentation du moteur enregistre la puissance en kW, le courant et le facteur de puissance de chaque phase. La puissance mesurée en kW, comparée à la puissance électrique nominale absorbée, indique la charge du moteur, ce que le courant seul ne permet pas de voir. Les mesures par phase révèlent aussi un déséquilibre.

Guides associés

Sources

  1. Calculation of electrical powers in Schneider Electric PMDs (s’ouvre dans un nouvel onglet) Schneider Electric, 7EN52-0464-00, 2022-03-18
  2. NIST Guide to the SI, Appendix B.9: horsepower (550 ft·lbf/s) = 745.6999 W (s’ouvre dans un nouvel onglet) NIST, Special Publication 811, 2008