Moteur frein : fonctionnement, notion d’entrefer, renvoi à la notice

Un moteur frein associe un moteur et un frein à manque de courant, c’est-à-dire un frein à ressorts qui est serré au repos et qui freine dès que le moteur n’est plus alimenté. Ce principe en fait un organe de sécurité passive : si le courant disparaît, le freinage est assuré. La valeur de l’entrefer, la procédure de réglage et le couple de freinage figurent dans la notice du constructeur.

À lire en deux minutes. Cet article explique comment un frein à manque de courant fonctionne, où il se raccorde et pourquoi la notion d’entrefer renvoie à la notice. Il renvoie à la notice du constructeur pour les valeurs de réglage.

Principe : un frein monté sur le moteur asynchrone

Un moteur-frein est un moteur asynchrone auquel on a adjoint un frein mécanique. Pour le moteur lui-même, le fonctionnement est décrit dans l’article sur le moteur asynchrone triphasé ; ici, on ne s’intéresse qu’à ce que le frein ajoute.

Il faut le distinguer d’un autre sujet : lorsqu’un moteur est piloté par un variateur, le freinage de décélération passe par une résistance de freinage ou par la régénération. Ce n’est pas un frein mécanique, et les deux ne se remplacent pas.

Frein à manque de courant : serré au repos, desserré sous tension

Le frein à manque de courant est un frein à ressorts. Au repos, ce sont les ressorts qui serrent. Tant que le moteur est alimenté, le frein est desserré ; quand l’alimentation est coupée, le freinage s’établit de lui-même.

C’est pour cette raison qu’on le retient souvent pour la sécurité : à l’arrêt normal comme à l’arrêt d’urgence, ou lors d’une coupure d’énergie, le freinage est assuré sans qu’il faille commander quoi que ce soit.

Alimentation du frein et boîte à bornes

Le frein est raccordé en parallèle avec le moteur, au niveau du boîtier de raccordement. Concrètement, la mise sous tension du moteur alimente aussi le frein, et la coupure de l’un coupe l’autre.

Pour le branchement du moteur lui-même, voir l’article sur le branchement étoile-triangle, et celui sur la plaque signalétique pour les données portées par la machine.

Ce qui dépend du modèle : le type d’alimentation du frein (alternatif, redresseur intégré) et son temps de réponse. Ces informations sont à lire dans la notice du moteur concerné.

L’entrefer : la notion, et pourquoi la notice fait foi

L’entrefer est l’espace d’air entre les pièces qui se rapprochent quand l’électro-aimant d’un frein agit. C’est une cote de réglage du frein, et c’est pourquoi on en entend parler dès qu’il est question de réglage.

Aucune valeur n’est donnée ici, et c’est volontaire. Les seules valeurs d’entrefer trouvées durant la recherche concernaient un frein électromagnétique à dentures, un dispositif d’une autre nature qu’un frein de moteur asynchrone : les reprendre serait induire en erreur. Pour un moteur-frein donné, la valeur, la procédure de réglage, le couple de freinage et la fréquence de contrôle sont ceux de la notice du constructeur, et d’elle seule.

Usages où l’arrêt sûr compte

L’intérêt d’un frein qui serre à la coupure se comprend là où l’arrêt doit être assuré même si l’énergie disparaît : l’arrêt d’urgence et la coupure d’énergie sont les situations typiques.

Un cas particulier demande une attention à part : les charges entraînantes, comme le levage. Dans ce cas, le moteur peut être entraîné par la charge ou redémarrer, et la question relève du constructeur et d’un intégrateur, pas d’une règle générale posée dans un article.

Sécurité avant toute intervention

Pour l’entretien général du moteur, l’article sur l’installation et l’entretien d’un moteur électrique complète ce point. Si le moteur est destiné à une atmosphère explosive, lire aussi l’article sur le moteur ATEX et antidéflagrant.

À retenir

Ce qui se lit dans la notice du constructeur

La valeur d’entrefer, la procédure de réglage, le couple de freinage et la fréquence de contrôle d’un moteur-frein figurent dans la notice du constructeur, tout comme l’alimentation du frein et son temps de réponse. La différence entre frein à manque de courant et frein à courant continu ou à injection s’y lit aussi. Le statut d’un moteur-frein vis-à-vis des seuils de rendement IE du règlement 2019/1781 se vérifie auprès du fabricant.