Quand on alimente un moteur accouplé à sa charge, la vitesse va d'abord augmenter (phase de démarrage), avant de se stabiliser (régime permanent) à des valeurs définies de couple et de vitesse. Ces valeurs définissent le point de fonctionnement.

Pour le déterminer, il nous faut utiliser une équation de la dynamique :

C = J × α avec J (exprimée en kg.m²) inertie^[2] de l'ensemble moteur- charge^[1] (ramenée sur l'arbre moteur)

Deux couples sont présents : le couple moteur « Cm » et le couple résistant de la charge « Cr » auquel on affectera un signe moins pour montrer qu'il s'oppose à l'action du moteur.

L'équation de la dynamique nous donne : Cm - Cr = J × α = Ca (couple d'accélération)

En régime stabilisé :

la vitesse est constante donc Ca = 0. Le point de fonctionnement est donc déterminé par Cm = ­Cr ce qui donne un élément clé pour choisir le moteur.

Mais le couple doit être tel qu'il permette de réaliser les phases d'accélération et de décélération. L'exploitation de l'équation de la dynamique donne :

En phase d'accélération :

« α » est positive d’où Cm > Cr

En phase de décélération :

« α » est négative d'ou Cm < Cr et selon la valeur de J × α on peut même avoir un couple moteur négatif c'est à dire un couple de freinage fourni par le moteur. On comprend aisément cette situation dans le cas d'un ascenseur ultra rapide qui doit s'arrêter en phase de montée, plus rapidement que ne lui permettraient l'action de son poids et de l'inertie. Dans le cas de cet ascenseur le problème se pose également à la descente mais avec un sens de rotation inversé. on met ainsi en évidence qu'un moteur peut fonctionner dans quatre quadrants différents.

Les graphes ci-dessus mettent en relation les courbes de vitesse et les courbes de couple en fonction du temps. On observe qu'à la très forte décélération de la phase d'arrêt correspond un couple de freinage qui peut être fourni par le moteur (ou par un freinage mécanique beaucoup plus cher).