Moteur électrique pour ventilateur axial

Dans un ventilateur axial, l'air progresse le long de l'axe de rotation de l'hélice. Dans la plupart des ventilateurs axiaux industriels, le moyeu de l'hélice est claveté directement sur le bout d'arbre du moteur électrique, sans courroie, poulie ni palier séparé. Cette simplicité fait du moteur une pièce porteuse du ventilateur. Cette page traite du moteur asynchrone triphasé qui entraîne un ventilateur axial ; le panorama des types de ventilateurs se trouve sur la page Moteurs pour ventilateurs et extracteurs.

Ce que le moteur prend en charge quand l'hélice est sur son arbre

Dans un ventilateur à courroie, le moteur fournit seulement le couple ; l'arbre du ventilateur tourne dans ses propres paliers. Dans un axial à entraînement direct, le moteur assure trois fonctions à la fois :

• Il fait tourner l'hélice et sa vitesse devient celle du ventilateur ; aucun rapport de poulies ne permet de la corriger ensuite.
• Il porte le poids de l'hélice sur le bout d'arbre, juste devant le roulement côté entraînement.
• Il transmet aux roulements la force de réaction créée quand l'hélice pousse l'air.

Le choix ne s'arrête donc pas aux kW et à la vitesse ; le bout d'arbre, la clavette, la fixation par pattes ou par bride et la position de montage doivent correspondre à l'hélice et à l'enveloppe du ventilateur. Le catalogue propose les formes B3, B5, B14, B34 et B35 et, selon la carcasse, les versions verticales V1, V3, V5, V6 et V15 ; la bride et le diamètre d'arbre sont confirmés à la commande d'après le plan du fabricant du ventilateur. Pour les types de fixation, voir moteurs à bride et formes de montage.

Poussée axiale, roulements et équilibrage de l'hélice

Quand l'hélice pousse l'air dans un sens, l'arbre est poussé dans l'autre. Cette force existe tant que le ventilateur tourne et s'applique à l'un des roulements comme charge axiale permanente. Son sens dépend du fait que l'air va du moteur vers l'hélice ou de l'hélice vers le moteur ; si le ventilateur est monté à l'envers, le côté du roulement qui porte la charge change aussi.

En montage vertical, le poids de l'hélice et du rotor s'ajoute à cette poussée ou s'en retranche. Le tableau des roulements du catalogue HEM Motor traite le montage horizontal et le montage vertical dans des colonnes distinctes ; c'est pourquoi nous vous demandons d'indiquer ensemble, à la commande, le sens de l'air et la position de montage.

Le second point est l'équilibrage. Un léger balourd sur une hélice en porte-à-faux charge le roulement au même endroit à chaque tour. Quand les pales s'encrassent, qu'une pale se tord ou que les angles sont réglés de façon inégale, les vibrations augmentent et le roulement du moteur en souffre le premier. Après nettoyage et réglage des pales, il faut contrôler à nouveau les vibrations.

Le moteur dans le flux d'air : refroidissement, poussière et humidité

Dans les axiaux à virole, le moteur est le plus souvent au centre, sur des bras supports, et l'air déplacé par le ventilateur balaie sa surface extérieure. Dans un air propre et frais, ce flux aide au refroidissement, mais il apporte aussi au moteur tout ce que l'air transporte :

• En extraction poussiéreuse, les intervalles entre ailettes et le capot de ventilation se remplissent et l'évacuation de la chaleur faiblit.
• En air humide, surtout après l'arrêt, de la condensation se forme dans la carcasse.
• En extraction d'air chaud, le moteur travaille dans un flux plus chaud que le local.

Nos modèles sont protégés IP55 avec une isolation classe F. Si l'air transporté dépasse +40 °C, indiquez-le à la commande. La résistance anticondensation et la sonde de bobinage PTC/PT100 sont des options de commande. Le moteur IP55 standard n'est pas conçu pour le lavage sous pression ni pour un air chargé de gaz corrosifs ; une protection prévue par le fabricant du ventilateur ou un moteur spécial est nécessaire, à préciser à la commande.

Ventilateurs muraux, de gaine et de tour

Ventilateur axial mural

Il se place dans une ouverture murale ou sur une platine ; on le rencontre en extraction d'ateliers, d'entrepôts, de serres et de bâtiments d'élevage. Le moteur est horizontal sur un cadre fixé à la platine, près de l'extérieur. Pluie, poussière et soleil l'atteignent directement ; l'entrée de la boîte à bornes doit être orientée vers le bas et le câble ne doit pas retenir l'eau.

Ventilateur axial de gaine

Il fonctionne dans une virole cylindrique, dans le prolongement de la gaine ; on le trouve sur les réseaux d'extraction, les cabines de peinture et les gaines techniques des bâtiments. Pour atteindre le moteur, il faut ouvrir la virole ; surveiller le bobinage avec des sondes comme la PTC prend alors de la valeur. Pour la ventilation des bâtiments en général, voir moteurs pour la ventilation.

Ventilateurs de tour de refroidissement et de condenseur

De grandes hélices lentes tournent dans un plan horizontal au-dessus de la tour ou de la batterie du condenseur ; le moteur fonctionne donc en vertical. Certaines tours intercalent un renvoi d'angle et le moteur reste horizontal. Vapeur d'eau, gouttelettes et plein air sont la difficulté commune. Pour les systèmes du bâtiment, voir moteurs pour le CVC.

Angle de pale, vitesse et puissance absorbée

Sur beaucoup d'hélices axiales industrielles, l'angle des pales se règle sur le moyeu. Plus l'angle augmente, plus chaque pale capte d'air par tour ; le débit monte et la puissance sur l'arbre aussi. Quand l'angle diminue, les deux baissent ensemble.

Deux erreurs sont fréquentes sur le terrain : ouvrir les pales quand le débit manque sans regarder le courant du moteur, ou remplacer un moteur grillé par un moteur de même puissance sans remarquer que l'angle avait été modifié auparavant. Après un réglage des pales, le courant du moteur doit être comparé à la valeur de la plaque.

Pour la vitesse, la règle générale veut que la puissance nécessaire varie à peu près comme le cube de la vitesse du ventilateur ; la relation est approximative et dépend de la résistance du réseau. Sur de nombreux axiaux, la puissance absorbée peut aussi augmenter quand la gaine est étranglée ou qu'un filtre se colmate.

Choix 4 ou 6 pôles, démarrage et variation de vitesse

La vitesse du moteur se raisonne avec le diamètre de l'hélice. Les ventilateurs muraux et de gaine de petit et moyen diamètre utilisent souvent des moteurs 4 pôles (classe 1500 tr/min) ; quand le diamètre augmente, les moteurs 6 pôles (classe 1000 tr/min) prennent le relais. Par exemple, notre 1,5 kW 90L-4 a une vitesse nominale de 1445 tr/min et notre 7,5 kW 160M-6 de 970 tr/min. La décision finale suit la courbe du fabricant du ventilateur.

L'inertie d'une grande hélice allonge le démarrage ; le moteur appelle un courant élevé jusqu'à sa pleine vitesse. Le démarrage étoile-triangle, par démarreur progressif ou par variateur adoucit cette phase. Si la protection thermique n'est pas réglée pour un démarrage long, le ventilateur peut déclencher pendant sa montée en vitesse.

Pour ajuster le débit selon la saison, nos séries triphasées conviennent à la variation de vitesse par convertisseur de fréquence ; un fonctionnement prolongé à basse vitesse et couple plein peut exiger une ventilation forcée, et avec un câble long un filtre dv/dt ou sinus est étudié ; ces conditions sont indiquées à la commande. Détails sur la page moteurs compatibles variateur.

Montage et notes de commande selon l'application

Les modèles cités ne sont que des exemples ; le choix final dépend de la puissance sur l'arbre, du diamètre de l'hélice, de la vitesse requise, du montage et des conditions de service.

Ce qu'il faut nous envoyer avec votre demande

Dans votre demande, indiquez : la machine ou le type de ventilateur entraîné (mural, de gaine, de tour), la puissance (kW), la vitesse (tr/min), la tension du réseau, la forme de montage et le sens de l'arbre, le sens de l'air, la température de l'air transporté et la quantité. Une photo de la plaque de l'ancien moteur répond à la plupart des questions.

Toutes les puissances et vitesses figurent dans notre boutique de moteurs électriques ; chaque modèle affiche son prix sur sa propre page. Les modèles livrés sur stock partent de notre entrepôt en Turquie. En cas de doute sur le bout d'arbre ou le moyeu de l'hélice, écrivez-nous avec une photo depuis la page contact.

Questions fréquentes

Le moteur de mon ventilateur axial a grillé ; n'importe quel moteur de même puissance convient-il ?

La puissance et la vitesse ne suffisent pas. Le bout d'arbre, la clavette, la bride ou les pattes, la position de montage et le sens de l'air doivent correspondre à l'ancien moteur ; si le moyeu de l'hélice ne s'ajuste pas parfaitement sur le nouvel arbre, l'équilibrage est perdu.

Le moteur sera-t-il surchargé si j'augmente l'angle des pales ?

C'est possible. Quand l'angle augmente, la puissance sur l'arbre monte avec le débit. Mesurez le courant après le réglage ; il ne doit pas dépasser la valeur de la plaque.

Un moteur placé dans le flux d'air a-t-il besoin d'un refroidissement supplémentaire ?

Pas dans un air propre et frais ; le moteur a son propre ventilateur. Si l'air est poussiéreux ou dépasse +40 °C, précisez-le à la commande.

Combien de pôles utilise-t-on sur un ventilateur de tour de refroidissement ?

Les grandes hélices à entraînement direct utilisent surtout 6 pôles ; avec renvoi d'angle cela peut varier. La décision suit les données du fabricant de la tour.

Puis-je alimenter le moteur d'un ventilateur axial par variateur ?

Oui. Les conditions comme un câble long ou un fonctionnement prolongé à basse vitesse sont discutées à la commande ; un filtre ou une ventilation forcée est ajouté si nécessaire.