Le mégohmmètre : contrôler les bobinages d'un moteur

Pourquoi contrôler les bobinages

Un moteur asynchrone triphasé a trois enroulements : des fils de cuivre bobinés, recouverts d'un vernis isolant. Ce vernis sépare les spires les unes des autres, les enroulements entre eux, et les enroulements de la carcasse du moteur.

Il s'abîme avec le temps, la chaleur, l'humidité, la poussière. Surtout, il souffre d'une surcharge : un blocage mécanique (un bourrage sur un convoyeur, par exemple) et une protection thermique absente ou défaillante font monter le courant à plusieurs fois sa valeur normale (jusqu'à 10 fois). Si cela dure quelques minutes, le vernis, voire le cuivre, est détruit pour de bon.

Quand l'isolant est abîmé, deux choses peuvent arriver : un court-circuit entre deux enroulements, ou un défaut d'isolement entre un enroulement et la carcasse. Dans ce dernier cas, la carcasse peut se retrouver sous tension : c'est un risque d'électrocution, et c'est ce qui fait déclencher le disjoncteur différentiel.

On ne voit pas l'état d'un isolant à l'œil nu. Pour le connaître avant la panne, on le mesure.

Les trois contrôles

Contrôle	Appareil	Question posée	Résultat attendu
1. Continuité de chaque enroulement	ohmmètre, calibre 200 Ω	Le fil est-il coupé ?	quelques ohms, à peu près les mêmes pour les trois
2. Isolement entre enroulements	mégohmmètre, 500 V	Deux enroulements se touchent-ils ?	très grand, souvent 1 (hors limite)
3. Isolement à la masse	mégohmmètre, 500 V	Un enroulement touche-t-il la carcasse ?	très grand, souvent 1 (hors limite)

Attention à ne pas confondre : pour la continuité, on veut une petite résistance (le fil est entier). Pour l'isolement, on veut une très grande résistance (le vernis isole).

Préparer le moteur : le bornier et les barrettes

La boîte à bornes d'un moteur triphasé a six bornes : U1 V1 W1 et U2 V2 W2, deux extrémités par enroulement. En marche, des barrettes les relient en étoile ou en triangle (savoir S2.3, § « Le couplage du moteur »).

Avant toute mesure, on retire les barrettes : sinon les trois enroulements sont reliés entre eux et on ne peut ni les distinguer, ni mesurer l'isolement entre eux. Chaque bobinage doit être isolé électriquement des deux autres.

Le moteur doit aussi être déconnecté du réseau : câble d'alimentation débranché ou fils retirés de la boîte à bornes. On ne mesure jamais une résistance ou un isolement sur un circuit sous tension.

Le mégohmmètre RS PRO RS5500

Le mégohmmètre (ou testeur d'isolement) envoie une haute tension continue dans l'isolant et mesure le très faible courant qui le traverse. Il en déduit une résistance, en mégohms (MΩ). Celui de l'atelier, le RS PRO RS5500, fait aussi l'ohmmètre.

Les prises. Pour tous les calibres : le cordon rouge dans la prise V, le cordon noir dans la prise COM.

Le commutateur (la molette) :

Position	Pour quoi faire
200 Ω ·)))	continuité : une résistance en ohms, et un bip continu quand elle est faible (moins de 40 Ω environ)
200 MΩ / 250 V	isolement sous 250 V
200 MΩ / 500 V	isolement sous 500 V
2 000 MΩ / 1 000 V	isolement sous 1 000 V

Vérifier les cordons avant de commencer. Sur le calibre 200 Ω, pince crocodile contre pince crocodile, l'écran doit afficher 00.0. Cordons non reliés, l'écran affiche 1 (hors limite). Si ce n'est pas le cas, un cordon est coupé.

Le bouton TEST. En isolement, il faut le maintenir enfoncé pour envoyer la haute tension : c'est la mesure. En le relâchant, la haute tension est coupée et l'appareil décharge automatiquement ce qu'il avait chargé. Le bouton LOCK, enfoncé en même temps que TEST, verrouille la mesure pour avoir les mains libres ; un nouvel appui sur LOCK l'arrête.

Ne tourne jamais le commutateur pendant que le bouton TEST est enfoncé : tu abîmerais l'appareil.

La lecture. Le chiffre 1 seul, à gauche de l'écran, veut dire que la valeur dépasse ce que le calibre sait afficher. Sur les calibres 250 V et 500 V, l'affichage s'arrête à 200 MΩ. Un 1 est donc, pour une isolation, un très bon résultat : plus de 200 MΩ. Attends que la valeur se stabilise avant de la noter (le temps que l'isolant se charge).

Entraîne-toi sur la boîte à bornes de l'animation : un moteur est en bon état, l'autre est défectueux, à toi de les départager.

Choisir la tension d'essai

On choisit la tension de l'essai d'après la tension du réseau sur lequel le moteur fonctionne :

Tension du réseau	Tension d'essai du mégohmmètre
jusqu'à 50 V (très basse tension)	250 V
jusqu'à 500 V (230 V, 400 V : nos moteurs)	500 V
entre 500 V et 1 000 V	1 000 V

Un moteur 230 V / 400 V se teste donc à 500 V. Ne monte pas la tension « pour être sûr » : un essai à 1 000 V sur un isolant prévu pour moins est une contrainte qui peut l'abîmer.

Mesurer en sécurité

• Le moteur est débranché du réseau, posé sur l'établi, les barrettes retirées.
• Pendant le TEST, il y a 500 V sur les pointes et sur les bornes. Ne touche ni les pointes, ni les bornes, ni les parties métalliques du moteur quand le bouton est enfoncé. Tiens les cordons par leur partie isolée.
• Branche les cordons avant d'appuyer sur TEST, retire-les après l'avoir relâché.
• Pour la masse, pose la pince ou la pointe sur une partie métallique de la carcasse, nue, sans peinture ni vernis : la peinture isole et fausserait la mesure. Un boulon ou une vis, par exemple.
• À la fin, remets les barrettes comme elles étaient (étoile ou triangle) avant de ranger.

Lire et interpréter la valeur

Sur un moteur neuf et en parfait état, le mégohmmètre affiche 1 (hors limite) : l'isolement est quasiment infini. Une valeur plus basse n'est pas forcément une panne, mais elle dit que l'isolant vieillit.

Valeur lue	Verdict	Que faire ?
1 (plus de 200 MΩ) ou plus de 100 MΩ	très bon	remettre en service
de 10 à 100 MΩ	bon	remettre en service
de 1 à 10 MΩ	isolant fatigué ou humide	on peut l'utiliser, mais on le surveille : on refait la mesure plus souvent
moins de 1 MΩ	défaut d'isolement	ne pas remettre sous tension : sécher, réparer ou remplacer

Ces seuils sont des repères d'atelier. Pour un moteur qui fonctionne sous 400 V, la norme IEEE 43 demande au minimum 1 MΩ plus 1 MΩ par kilovolt, soit environ 1,4 MΩ : en dessous de 1 MΩ, on ne discute pas.

Entre les enroulements, comme à la masse, la même règle s'applique : on regarde la plus petite des trois valeurs, parce que c'est elle qui limite l'isolement du moteur.

Un contrôle préventif conditionnel

Mesurer l'isolement, c'est de la maintenance préventive conditionnelle : on intervient d'après l'état mesuré de la machine, avant la panne (savoir S5.1, § « Systématique ou conditionnelle »).

Une valeur seule dit peu. Ce qui compte, c'est la tendance : on note chaque mesure (date, moteur, tension d'essai, valeur) et on compare à la précédente. Si un moteur passe de « 1 » à 300 MΩ, puis à 50 MΩ, puis à 5 MΩ, il va lâcher : on le répare ou on le remplace avant qu'il ne tombe en panne. Pour comparer, il faut mesurer dans les mêmes conditions (même tension d'essai, moteur à peu près à la même température) : la chaleur et l'humidité font baisser la valeur.