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Pour remplacer le moteur grillé d'un ventilateur axial, on monte un moteur de même puissance, de même nombre de pôles, de même diamètre et longueur d'arbre, et adapté à la même orientation de montage. Ce qui distingue le ventilateur axial des autres ventilateurs, c'est que l'hélice est souvent montée directement sur l'arbre du moteur. Dans ce cas, les roulements du moteur supportent le poids de l'hélice, la vibration due à son déséquilibre et la force axiale produite lorsqu'elle pousse l'air. Lors du remplacement, il faut donc contrôler le bout d'arbre, la charge sur les roulements et la position du moteur dans le flux d'air autant que la puissance et la vitesse.
Où se trouve le moteur dans un ventilateur axial ?
Dans les ventilateurs axiaux, l'air circule dans l'axe de l'arbre. Dans les ventilateurs axiaux de gaine (tubulaires), le moteur se trouve au centre de la gaine, sur pattes ou sur un support, et l'hélice est montée directement sur son arbre. Dans les ventilateurs muraux, le moteur est fixé à une grille ou à un cadre par sa bride ou ses pattes. Sur les grands ventilateurs de refroidissement et de ventilation, l'hélice est montée sur son propre arbre à paliers et le moteur l'entraîne par courroies et poulies.
Avant le remplacement, déterminez la disposition de votre ventilateur, car c'est d'elle que dépend l'endroit où porte la charge :
- Hélice sur l'arbre du moteur (entraînement direct) : le poids de l'hélice, le défaut d'équilibrage et la poussée axiale portent sur les roulements du moteur. C'est la disposition qui demande le contrôle le plus soigné.
- Hélice sur arbre à paliers séparé, entraînement par courroie : la charge de l'hélice est reprise par les paliers du ventilateur ; le moteur supporte la charge radiale due à la tension de courroie.
Comment la charge de l'hélice affecte-t-elle le roulement du moteur ?
Une hélice montée directement sur l'arbre du moteur impose trois types de charge à ses roulements :
- Poids : sur un arbre horizontal, l'hélice se comporte comme une masse suspendue en bout d'arbre et charge radialement le roulement côté entraînement. Plus l'hélice est lourde et éloignée du bout d'arbre, plus la charge est grande.
- Poussée axiale : en poussant l'air, l'hélice crée une force de réaction de même intensité qui tire ou pousse l'arbre en sens inverse. Cette force croît avec l'angle des pales et la pression. Sur les ventilateurs verticaux, le poids de l'hélice s'y ajoute.
- Déséquilibre : l'encrassement des pales, une masse d'équilibrage manquante ou une pale endommagée créent une force vibratoire répétée à chaque tour. Cette force augmente rapidement avec la vitesse.
Les roulements d'un moteur standard sont choisis pour supporter une certaine charge radiale et axiale. Si l'hélice a la taille prévue par le fabricant du ventilateur pour cette carcasse de moteur, un moteur standard supporte la charge. En revanche, si l'hélice a été agrandie, si l'on est passé à une hélice métallique lourde, ou si l'ancien moteur avait des roulements renforcés propres au fabricant du ventilateur, la durée de vie des roulements d'un moteur standard peut être réduite. Dans ce cas, cette application peut exiger un moteur spécial ; elle peut sortir du périmètre de la série standard du catalogue 2026 de HEM Motor, interrogez-nous avec les données de plaque et d'application.
Liste de contrôle pour le remplacement
| Contrôle | Pourquoi est-ce important ? |
|---|---|
| Puissance et nombre de pôles | L'hélice est choisie pour une vitesse donnée ; si les pôles changent, débit et puissance nécessaire changent ensemble |
| Diamètre, longueur d'arbre et clavette | Le moyeu de l'hélice doit s'ajuster exactement sur l'arbre ; si la longueur diffère, la position de l'hélice dans la gaine se décale |
| Forme et orientation de montage | Le fonctionnement à pattes, à bride ou vertical (arbre en haut/en bas) doit être indiqué dans la commande du moteur |
| Sens de rotation | Un ventilateur axial tournant à l'envers souffle l'air dans le mauvais sens ou très faiblement |
| Mode de refroidissement du moteur | Un moteur autoventilé (IC411) n'est pas équivalent à un moteur sans ventilateur propre refroidi par le flux d'air |
| Boîte à bornes et entrée de câble | Le cheminement du câble dans la gaine est limité ; le sens d'entrée doit être le même que sur l'ancien moteur |
Attention aux moteurs sans ventilateur propre
Sur certains ventilateurs de gaine, le moteur n'a pas de ventilateur de refroidissement propre ; il se trouve dans le flux d'air poussé par l'hélice et se refroidit grâce à lui. Un tel moteur n'équivaut pas à un moteur standard autoventilé. Si l'on monte un moteur standard dans cette disposition, son ventilateur et son capot occupent de la place en plus dans la gaine ; de plus, le refroidissement du moteur change quand le flux d'air s'arrête ou que la gaine se bouche. Si votre ancien moteur n'a pas de capot de ventilation à l'arrière, signalez-le impérativement à la commande. Les modes de refroidissement des moteurs sont expliqués dans notre article sur les modes de refroidissement.
Pourquoi ne change-t-on pas la vitesse ?
L'hélice d'un ventilateur axial est réglée, par son angle de pale et son diamètre, pour souffler un certain volume d'air à une certaine vitesse. Pour les ventilateurs, selon les relations approximatives, le débit varie avec la vitesse, la pression avec son carré et la puissance à l'arbre avec son cube. Par exemple, si l'on remplace un moteur 6 pôles (environ 960 tr/min) par un 4 pôles (environ 1450 tr/min), la vitesse augmente d'environ 50 % et la puissance nécessaire est multipliée par environ 3,4. Un moteur de même puissance ne peut pas supporter cette charge ; de plus, l'hélice peut ne pas convenir à cette vitesse périphérique.
L'inverse pose aussi problème : si la vitesse baisse, le ventilateur ne ventile pas assez. C'est pourquoi on conserve le nombre de pôles de l'ancien moteur. Si l'on veut ajuster le volume d'air, on modifie l'angle des pales selon la notice du fabricant du ventilateur ou l'on utilise un variateur de fréquence. Nos séries triphasées conviennent au contrôle de vitesse par variateur de fréquence ; en fonctionnement prolongé à basse vitesse et à couple plein, une ventilation externe peut être nécessaire et, si le câble entre variateur et moteur est long, un filtre dv/dt ou sinus est envisagé ; ces conditions sont précisées à la commande. Comme le couple nécessaire d'un ventilateur baisse aussi à basse vitesse, ce cas est moins fréquent.
