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Sur l'essoreuse à vis (presse d'essorage) d'une ligne de lavage plastique, le moteur entraîne une vis lente par l'intermédiaire d'un réducteur, et son moment le plus difficile est le démarrage, lorsqu'il doit remettre en rotation une vis remplie de matière humide et compactée. Deux questions passent donc en premier : avec quelle vitesse moteur et quel rapport de réduction atteint-on la vitesse de la vis, et le moteur peut-il fournir au démarrage le couple nécessaire pour faire tourner une vis pleine ? La puissance n'a de sens qu'une fois ces deux questions résolues.
Une essoreuse à vis et un sécheur centrifuge ne sont pas la même charge
Sur une ligne de lavage, deux machines différentes servent à sécher la matière séparée de l'eau, et du point de vue du moteur elles n'ont rien en commun. Avant la commande, il faut préciser de laquelle il s'agit.
- Essoreuse à vis (squeezer) : elle comprime une matière fine lavée, comme le film et les sacs, dans un corps conique à l'aide d'une vis et chasse l'eau sous pression. La vis tourne lentement et le couple est très élevé ; le moteur est généralement à 4 ou 6 pôles et relié par un réducteur.
- Sécheur centrifuge (à friction) : le rotor tourne à grande vitesse et projette l'eau contre un tamis par effet centrifuge. La charge vient surtout de l'inertie de la masse ; le moteur est le plus souvent entraîné par courroie et la vitesse est élevée.
Cet article porte sur le premier groupe, l'essoreuse à vis. Avec un sécheur centrifuge, la difficulté au démarrage est d'accélérer un rotor lourd ; avec une essoreuse, c'est une vis arrêtée et bloquée par la matière.
La chaîne de vitesse : moteur, réducteur et vis
La vis de l'essoreuse tourne à quelques dizaines de tours par minute. Cette faible vitesse est obtenue en réduisant la vitesse du moteur par un réducteur, qui augmente le couple dans le même rapport. La règle de base lors d'un remplacement de moteur est la suivante : si le rapport du réducteur ne change pas, le nombre de pôles du moteur ne doit pas changer non plus.
Par exemple, avec un réducteur hypothétique de rapport 1:20, un moteur 4 pôles tournant à 1485 tr/min entraîne la vis à environ 74 tr/min. Si l'on monte sur le même réducteur un moteur 6 pôles tournant à 985 tr/min, la vis descend à environ 49 tr/min. Quand la vis ralentit, la capacité baisse, la matière reste plus longtemps dans le corps et le taux de compression change. Changer le nombre de pôles n'est donc pas seulement une décision sur le moteur, mais une décision qui modifie aussi le procédé.
Même à nombre de pôles constant, si l'on veut augmenter la puissance, il faut vérifier la puissance d'entrée admissible et le couple de sortie du réducteur. Avec un moteur plus gros, le couple transmis au réducteur lors d'un bourrage est également plus grand ; le maillon faible devient alors l'engrenage ou l'accouplement, et non plus le moteur.
Pourquoi la charge au démarrage est-elle si élevée ?
En fonctionnement normal, la vis contient une matière qui s'écoule en continu et de façon relativement homogène. Lorsque la ligne s'arrête de manière imprévue, le film humide reste compacté dans la vis ; l'eau s'égoutte, la matière refroidit et colle au corps. Au démarrage suivant, le moteur doit briser ce bouchon.
- Coupure de courant ou arrêt d'urgence : la vis s'arrête pleine ; le démarrage est alors le plus lourd.
- Arrêt prolongé : la matière restée dans le corps se tasse, et dans les zones refroidies la résistance au premier tour augmente.
- Alimentation déséquilibrée : si le convoyeur ou la vis d'alimentation envoie trop de matière, la vis est surchargée même en marche et le courant moteur grimpe brusquement.
Le couple qu'un moteur asynchrone peut fournir au démarrage est un multiple donné de son couple nominal, et ce rapport figure dans le catalogue du moteur. Si la vis pleine dépasse cette valeur, le moteur ne peut pas tourner, le courant reste élevé et la protection déclenche. Dans ce cas, la bonne solution n'est généralement pas un moteur plus gros, mais une procédure d'exploitation qui vide la vis avant le démarrage et un mode de démarrage adapté.
Choisir le mode de démarrage selon la charge au démarrage
Sur une essoreuse à vis, le mode de démarrage détermine directement la réussite du démarrage. Le tableau ci-dessous présente des tendances générales ; la décision finale se prend avec les données du constructeur de la machine et les conditions réelles de démarrage sur site.
| Mode | Effet sur le couple de démarrage | Point d'attention sur l'essoreuse |
|---|---|---|
| Démarrage direct | Fournit le couple de démarrage complet du moteur | Le réseau et l'armoire doivent supporter le fort courant de démarrage |
| Étoile-triangle | En étoile, le couple tombe à environ un tiers | Peut ne pas faire tourner une vis pleine en étoile ; une procédure de démarrage à vide est nécessaire |
| Démarreur progressif | Le couple baisse quand la tension baisse | Limite le courant mais peut avoir du mal à débloquer une vis bourrée |
| Variateur de fréquence | Un couple élevé peut être obtenu à basse vitesse | Le variateur est dimensionné selon le courant de démarrage |
Si un variateur de fréquence doit être utilisé, l'indication générale de notre site s'applique : nos séries triphasées conviennent à la régulation de vitesse par variateur de fréquence ; pour un fonctionnement prolongé à basse vitesse et couple plein, un ventilateur externe peut être nécessaire, et si le câble entre variateur et moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé. Les détails figurent sur la page FAQ consacrée aux variateurs.
Si vous disposez de la puissance et de la vitesse de votre moteur actuel, consultez les modèles HEM Motor adaptés et les prix actuels.
