Un moteur triphasé branché en monophasé ne démarre pas seul. Deux solutions existent, le condensateur et le variateur, chacune avec ses contraintes de couplage, de puissance et de sécurité.
Un moteur triphasé récupéré ou une machine d'atelier conçue pour le triphasé posent un problème classique dans un logement en monophasé : le moteur ne peut pas démarrer seul, faute de champ tournant. Deux solutions existent, très différentes en résultat et en coût. Avant de choisir, une seule chose compte : ce qu'indique la plaque signalétique.
| Mention sur la plaque | Signification | Alimentation monophasée 230 V possible |
|---|---|---|
| 230/400 V, triangle/étoile | Chaque enroulement supporte 230 V | Oui, en couplage triangle, avec condensateur ou variateur |
| 400/690 V, triangle/étoile | Chaque enroulement supporte 400 V | Non sans variateur élévateur spécifique |
| 230 V seul | Moteur prévu pour 230 V triphasé | Oui, avec condensateur ou variateur |
| Puissance en kilowatts | Puissance mécanique nominale | Détermine le condensateur ou le variateur |
Ce que le condensateur permet
Solution simple et économique
Ce qu'il coûte en performance
Les limites
Un variateur monophasé vers triphasé redresse le 230 V du réseau puis reconstitue trois phases en tension et en fréquence. Le moteur reçoit un véritable triphasé, conserve sa puissance et son couple, démarre en douceur et peut voir sa vitesse réglée. Le variateur intègre en outre des protections thermiques et de surintensité.
Un variateur ne se choisit pas sur la seule puissance du moteur. Il doit d'abord accepter une entrée monophasée : beaucoup d'appareils n'admettent que le triphasé et fonctionnent mal sur deux fils. Ensuite, le courant appelé sur une seule phase étant plus élevé qu'en triphasé, on prend un calibre supérieur à la puissance du moteur plutôt qu'au plus juste. Enfin la sortie reste du 230 V entre phases : le moteur 230/400 V se couple en triangle, comme avec un condensateur.
La marche et l'arrêt passent par les entrées de commande, jamais par un contacteur placé entre le variateur et le moteur : couper en charge détruit l'étage de sortie. L'arrêt d'urgence, lui, agit en amont du variateur ou sur l'entrée de sécurité prévue par le constructeur.
Une alimentation monophasée ne fournit qu'un courant limité, et la chute de tension en ligne se paie en échauffement. La conversion reste raisonnable jusqu'à deux ou trois kilowatts environ. Au-delà, le courant absorbé sur une seule phase devient difficile à tenir sur un circuit d'atelier, et la vraie question devient celle d'un raccordement triphasé.
| Critère | Condensateur permanent | Variateur monophasé vers triphasé |
|---|---|---|
| Puissance disponible | Réduite d'environ un tiers | Conservée |
| Couple au démarrage | Faible | Élevé et réglable |
| Vitesse | Fixe | Réglable, inversion par commande |
| Protections intégrées | Aucune | Thermique, surintensité, défaut moteur |
| Coût du matériel | De l'ordre de quelques dizaines d'euros | Plusieurs fois ce montant, selon la puissance |
| Usage visé | Machine légère lancée à vide | Machine de production |
Le circuit d'alimentation reçoit un disjoncteur au calibre adapté au courant absorbé par le moteur, sous une protection différentielle. Un arrêt d'urgence accessible depuis le poste de travail est indispensable sur toute machine outil. Le moteur est relié à la terre. Un variateur se monte selon sa notice, avec ses propres protections et, souvent, un filtre.
Un moteur correctement converti monte en vitesse sans hésiter, ne ronfle pas sans tourner et reste tiède sur la carcasse. Dès qu'il chauffe franchement à vide, c'est le couplage, la valeur du condensateur ou le paramétrage qu'il faut reprendre, avant d'accuser le moteur.
Non. Il faut que le moteur accepte un couplage en 230 V, ce qui se vérifie sur sa plaque signalétique. Un moteur marqué 230/400 V, couplé en triangle, reçoit 230 V sur chaque enroulement et peut fonctionner en monophasé avec un condensateur ou un variateur. Un moteur marqué 400/690 V ne le peut pas sans variateur spécifique. Une plaque illisible ou absente interdit de trancher au jugé : le moteur doit être identifié avant tout essai.
Le moteur est couplé en triangle, deux bornes reçoivent la phase et le neutre, et un condensateur relie la troisième borne à l'une des deux autres. Il crée le déphasage qui manque au monophasé et permet au champ tournant de s'établir. Le moteur démarre et tourne, mais avec une puissance réduite d'environ un tiers et un couple de démarrage faible. Le condensateur reste en service tant que le moteur tourne, d'où son nom de condensateur permanent.
Elle dépend de la puissance du moteur, avec un ordre de grandeur usuel de quelques dizaines de microfarads par kilowatt, pour un condensateur permanent prévu pour cet usage, en tension adaptée. Un condensateur de démarrage supplémentaire, coupé après le lancement, améliore le couple au démarrage. Les valeurs exactes se calculent ou se trouvent dans les tables des fabricants.
Parce qu'il reconstitue un vrai triphasé à partir du monophasé, en tension et en fréquence, ce qui conserve la puissance et le couple nominaux du moteur. Il permet en plus de régler la vitesse, d'adoucir le démarrage et de protéger le moteur. Son coût est supérieur au condensateur, mais le résultat n'a rien de comparable. Encore faut-il choisir un modèle à entrée monophasée et le paramétrer sur les valeurs de la plaque.
Il dépend de la borne sur laquelle le condensateur est raccordé : le déphasage qu'il crée fixe l'ordre dans lequel les enroulements sont excités, donc le sens du champ tournant. Déplacer le condensateur sur l'autre borne libre inverse la rotation, sans rien changer d'autre au câblage. Le sens se vérifie toujours au premier essai, moteur désaccouplé de sa machine, car une pompe, un compresseur ou une scie entraînés à l'envers se dégradent en quelques secondes. Avec un variateur, l'inversion se fait par paramètre ou par une entrée de commande.
Consigner l'alimentation avant toute intervention sur la plaque à bornes, vérifier le couplage avec la plaque signalétique, raccorder la terre, protéger le circuit par un disjoncteur et une protection différentielle adaptés, et prévoir un arrêt d'urgence accessible. Un condensateur peut rester chargé après coupure : le décharger avant de le manipuler.
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Il n'y a rien à transformer : une alimentation triphasée contient trois fois le 230 V entre phase et neutre. Créer une prise monophasée consiste à dériver correctement l'une de ces phases, avec sa propre protection.
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