Moteur pour compresseur d'air à piston

Dans un compresseur d'air à piston, le vilebrequin entraîne les pistons de haut en bas par les bielles ; à chaque course d'aspiration et de refoulement, une quantité d'air est comprimée puis envoyée au réservoir. Des garages automobiles aux menuiseries, des cabines de peinture aux petites lignes de production, c'est la source d'air comprimé la plus répandue. Cette page traite du moteur électrique qui fait tourner la tête du compresseur ; la comparaison générale des types de compresseurs se trouve sur la page moteurs électriques pour compresseurs.

Un couple qui varie à chaque tour de vilebrequin

Lorsque le piston remonte depuis le point mort bas, la pression dans le cylindre augmente vite et la résistance sur l'arbre croît jusqu'à l'ouverture du clapet de refoulement. À la descente, la résistance tombe presque à zéro. Sur l'arbre du moteur, cela donne une onde de couple répétée une ou plusieurs fois par tour. Sur les têtes monocylindres l'onde est marquée ; sur les têtes en V ou en W à deux ou trois cylindres, ceux-ci travaillent à tour de rôle et la charge est mieux répartie.

La poulie du compresseur est généralement lourde et munie d'ailettes. Elle sert de volant qui lisse l'onde de couple et, par ses ailettes, souffle de l'air sur le cylindre et le tube du refroidisseur intermédiaire. Le moteur assume donc indirectement, en plus du travail de compression, le rôle de refroidissement de la poulie.

Un étage ou deux étages : la différence pour le moteur

Dans une tête à un étage, l'air atteint la pression finale dans un seul cylindre. Dans une tête à deux étages, un grand cylindre basse pression comprime d'abord l'air à une pression intermédiaire ; après le refroidisseur intermédiaire, un petit cylindre haute pression l'amène à la pression finale. Les deux étages sont retenus pour les travaux qui demandent une pression de réservoir plus élevée, et la puissance à l'arbre augmente pour un même débit.

Lors du remplacement du moteur d'une tête existante, il faut examiner ensemble la vitesse de tête et la puissance recommandées par le fabricant du compresseur. Dépasser la vitesse nominale de la tête semble augmenter le débit, mais accélère l'usure des clapets et des segments et peut porter le moteur au-delà de son courant de plaque.

Montage à courroie sur réservoir et sens de rotation

Sur les modèles d'atelier, moteur et tête sont fixés côte à côte sur une platine commune au-dessus du réservoir. La poulie moteur est petite, celle du compresseur grande ; la vitesse de tête est fixée par ce rapport de diamètres. Les pattes du moteur reposent souvent dans des trous oblongs et la courroie se tend en déplaçant le moteur vers l'extérieur. Le moteur 4 pôles (1500 tr/min) est le choix le plus courant dans cette disposition.

Le sens de rotation compte sur un compresseur à piston : la poulie à ailettes doit souffler vers le cylindre et, sur les têtes lubrifiées par barbotage, la cuillère d'huile ne fonctionne correctement que dans le sens indiqué par la flèche. Si un moteur triphasé tourne à l'envers, on inverse deux phases. Le carter de courroie doit rester en place, pour la sécurité comme pour diriger l'air de refroidissement de la poulie.

Démarrage, pressostat et taux de marche

Les compresseurs à piston sont surtout conçus pour un service intermittent : ils s'arrêtent quand le réservoir est plein et redémarrent quand la pression baisse. À chaque démarrage, le moteur appelle pendant quelques secondes plusieurs fois son courant nominal. Les petites puissances démarrent en direct ; nos modèles à partir de 4 kW, marqués 400/690 V, conviennent au démarrage étoile-triangle sur réseau 400 V, ceux de 3 kW et moins non.

Si le dispositif de décompression de la tête ne vide pas le cylindre, le moteur tente de démarrer contre un cylindre sous pression et le relais thermique déclenche. Les grandes unités industrielles à piston en service continu ne s'arrêtent pas ; la tête tourne à vide, clapets d'aspiration maintenus ouverts. Si le nombre de démarrages par heure est élevé, une thermistance PTC dans le bobinage, proposée en option à la commande, permet de surveiller l'échauffement simplement.

Vibrations et chaleur dans la salle des compresseurs

Les masses en mouvement alternatif font vibrer le réservoir et la platine commune. Ces vibrations peuvent desserrer les boulons des pattes du moteur, dérégler l'alignement de la courroie et fatiguer les roulements. Des plots antivibratoires sous les pieds du réservoir, le contrôle des boulons à l'entretien et une tension de courroie conforme à la valeur du fabricant influent directement sur la durée de vie du moteur.

La culasse et le tube de refoulement chauffent fortement ; dans une petite salle, cette chaleur réchauffe aussi l'air de refroidissement du moteur. Nos moteurs ont une enveloppe IP55 et une isolation classe F et se refroidissent par les ailettes de la carcasse grâce à leur propre ventilateur. Si le brouillard d'huile et la poussière collent aux ailettes, l'évacuation de la chaleur diminue ; le capot de ventilateur doit être nettoyé régulièrement. Pour les unités en extérieur, une résistance anticondensation peut être demandée.

Moteurs d'exemple et tableau de sélection

Les modèles du tableau sont des exemples ; le choix définitif dépend de la charge de la machine, de la vitesse requise, du montage et des conditions d'exploitation. Par exemple, le 112M-4 fournit 26,3 Nm et le 132M-4 49,1 Nm de couple nominal. Pour des sites plus sévères, les mêmes puissances existent avec carcasse en fonte.

Informations nécessaires pour une demande de moteur

Indiquez-nous la marque du compresseur et le type de machine (un ou deux étages), la puissance du moteur (kW), la vitesse (tr/min), la tension du réseau, la forme de montage, le diamètre de poulie, le mode de démarrage et la quantité. Une photo de la plaque de l'ancien moteur donne à elle seule la plupart des détails. Pour les particuliers ou les petits ateliers sans réseau triphasé, notre gamme de moteurs électriques monophasés peut être envisagée.

Les prix actuels des modèles figurent dans notre boutique de moteurs électriques. Pour WhatsApp et le téléphone, rendez-vous sur notre page contact.

Questions fréquentes

Peut-on utiliser un moteur 3000 tr/min sur un compresseur à piston ?

Certaines petites têtes à accouplement direct utilisent un moteur 2 pôles. La plupart des têtes à courroie emploient un moteur 4 pôles et un rapport de poulies. Le choix suit les données du fabricant du compresseur afin de ne pas dépasser la vitesse de tête.

Une rotation inversée endommage-t-elle le compresseur ?

Les ailettes de la poulie ne refroidissent plus le cylindre et la lubrification peut faire défaut sur les têtes à barbotage. Vérifiez le sens d'après la flèche du carter ; s'il est faux, inversez deux phases.

Pourquoi le compresseur ralentit-il et le moteur chauffe-t-il quand le réservoir se remplit ?

À mesure que la pression du réservoir monte, le travail de chaque compression augmente et le courant du moteur s'élève. Si le seuil haut du pressostat dépasse ce que la tête admet, le moteur peut fonctionner en permanence au-dessus du courant de plaque.

Faut-il choisir une carcasse aluminium ou fonte ?

Les deux carcasses sont proposées jusqu'à 11 kW. L'aluminium est courant sur les montages sur réservoir où la légèreté compte ; la fonte peut être préférée dans les salles chaudes et poussiéreuses soumises à de fortes vibrations.