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Dans un ventilateur de recirculation de four, la chaleur atteint le moteur par trois voies : par conduction à travers l'arbre du ventilateur et la plaque de fixation, par rayonnement depuis la tôle chaude du four et par l'air réchauffé aspiré par le propre ventilateur de refroidissement du moteur. Cette chaleur use surtout l'isolation du bobinage, la graisse des roulements et les câbles de la boîte à bornes. C'est pourquoi le moteur triphasé standard est installé hors de la zone chaude, à un endroit où il peut aspirer de l'air frais ; dans le choix, la température de l'air à l'emplacement du moteur compte autant que la puissance.
Plutôt que de reprendre le choix général d'un moteur de ventilateur de four, cet article se concentre sur ce que la chaleur abîme dans le moteur, sur la manière de le reconnaître sur site et sur la façon dont les constats se traduisent dans le choix du moteur.
Quelle partie du moteur la chaleur affecte-t-elle, et comment ?
Toutes les pièces du moteur ne sont pas touchées de la même façon. Savoir où commence la panne aide à distinguer si le problème vient du moteur ou de l'agencement du ventilateur.
| Pièce | Effet de la chaleur | Symptôme observé sur site |
|---|---|---|
| Isolation du bobinage | Le matériau isolant vieillit avec la température et perd sa souplesse et sa rigidité diélectrique. | Baisse de la résistance d'isolement, puis court-circuit phase-masse ou entre spires |
| Roulement et graisse | La graisse se fluidifie, perd son huile et sèche ; le film lubrifiant s'affaiblit. | Bruit croissant au flasque avant, fuite de graisse, roulements qui lâchent rapidement |
| Arbre et flasque avant | La chaleur venant du ventilateur progresse le long de l'arbre et atteint d'abord le roulement avant. | Flasque avant nettement plus chaud que le flasque arrière |
| Boîte à bornes et câbles | La gaine des câbles durcit et le joint perd son élasticité. | Isolant de câble cassant, connexions qui se desserrent, bornes noircies |
| Capot de ventilateur et air de refroidissement | Si l'air aspiré par le moteur est chaud, la capacité de la carcasse à évacuer la chaleur diminue. | Échauffement excessif de la carcasse même à courant normal, déclenchement de la protection thermique |
Le point essentiel du tableau est le suivant : la plupart des symptômes font penser à une surcharge du moteur, alors que le courant peut être inférieur à la valeur de plaque. Dans ce cas, le problème n'est pas un manque de puissance, mais la chaleur apportée au moteur depuis l'extérieur.
Que dit l'isolation classe F, et que ne dit-elle pas ?
Les modèles triphasés vendus par HEM Motor ont une isolation classe F et une protection IP55. La classe F définit la classe de température maximale que les matériaux du bobinage peuvent supporter (155 °C selon la norme). Cette limite concerne le point le plus chaud à l'intérieur du bobinage, pas l'air autour du moteur.
La température du bobinage est la somme de deux parties : la température de l'air de refroidissement du moteur et l'échauffement que le moteur produit lui-même en charge. À mesure que l'air près du four se réchauffe, la première partie augmente et, à charge égale, le bobinage se rapproche de la limite de sa classe. Selon une règle d'ingénierie courante, chaque hausse permanente d'environ 10 degrés de la température du bobinage raccourcit nettement la durée de vie de l'isolation, à peu près de moitié. Ainsi, même si le moteur continue de tourner, sa durée de vie diminue sans bruit à un emplacement chaud.
Les valeurs de plaque sont données pour des conditions ambiantes standard. Si l'air à l'emplacement du moteur est plus chaud, un déclassement ou une carcasse plus grande peut être nécessaire. Pour cette évaluation, vous devez indiquer la température ambiante à la commande ; une valeur mesurée sur site donne un résultat bien plus fiable qu'une estimation. Pour le détail du refroidissement, consultez l'article sur les modes de refroidissement IC411 et IC416.
Comment savoir sur site si la chaleur atteint le moteur ?
Avant de commander un moteur neuf, quelques mesures simples montrent l'origine du problème. Faites-les une fois le four à sa température de service et après au moins une heure de fonctionnement du moteur.
- Air d'aspiration : mesurez la température de l'air derrière le capot de ventilateur du moteur, là où l'air est aspiré. Notez de combien il est plus chaud que l'atelier en général.
- Comparaison des flasques avant et arrière : avec un thermomètre sans contact, mesurez le flasque avant côté arbre et le flasque arrière côté ventilateur. Si le flasque avant est nettement plus chaud, la chaleur arrive par conduction à travers l'arbre.
- Mesure du courant : mesurez le courant des trois phases four froid puis à température de service, et comparez-le au courant de plaque.
- Surface de la carcasse : s'il existe un écart net entre la face de la carcasse tournée vers le four et la face opposée, le rayonnement joue un rôle ; un écran thermique peut être placé entre les deux.
- Contrôle visuel : recherchez des gaines de câble durcies, des joints de boîte à bornes fissurés et des traces de graisse autour des roulements.
Si la carcasse et le flasque avant restent très chauds alors que le courant est inférieur à la valeur de plaque, acheter un moteur plus gros ne suffit pas. Il faut d'abord corriger la barrière thermique, le disque de refroidissement côté ventilateur et la circulation d'air autour du moteur.
