Moteur électrique pour ventilateur centrifuge

Dans un ventilateur centrifuge (radial), la roue met l'air en mouvement et la volute le recueille pour le transformer en pression ; la puissance qui fait tourner la roue vient d'un moteur électrique asynchrone triphasé. Cette page traite du côté moteur : charge, raccordement et protection. Pour une vue d'ensemble des autres types, comme les ventilateurs axiaux, de brûleur ou jet, la page Moteurs pour ventilateurs et extracteurs est un bon point de départ.

Roue radiale et volute : quelle charge pour le moteur ?

L'air entre axialement par l'ouïe de la roue, est projeté vers l'extérieur entre les aubes et ralentit dans la section croissante de la volute en gagnant de la pression. Comme cette construction fournit une pression bien plus élevée qu'un ventilateur axial à débit égal, on la choisit pour les installations avec filtres, longues gaines ou cyclones.

Le moteur subit deux charges : la puissance à l'arbre nécessaire pour pousser l'air et l'inertie de rotation de la masse de la roue. La première fixe le courant en service continu, la seconde la durée de démarrage. La puissance à l'arbre varie à peu près comme le cube de la vitesse ; c'est une règle approximative qui dépend de la résistance du réseau, la valeur exacte étant donnée par la courbe du ventilateur.

Notre page au nom voisin, moteur électrique pour pompe centrifuge, traite des pompes qui véhiculent des liquides ; ici, il s'agit de ventilateurs qui déplacent de l'air et des gaz.

Comment le type d'aube modifie-t-il la courbe de puissance ?

Chaque géométrie d'aube charge le moteur différemment ; les points extrêmes de fonctionnement comptent autant que le point de dimensionnement.

Aubes inclinées vers l'avant

De nombreuses aubes courtes, courbées dans le sens de rotation, donnent un fort débit dans une petite enveloppe. Leur particularité critique : la puissance absorbée continue d'augmenter avec le débit. Un essai sans gaine, un filtre démonté ou un registre grand ouvert amènent le ventilateur à l'extrémité droite de sa courbe et le moteur peut être surchargé. Le moteur est évalué pour la condition de plus faible résistance.

Aubes inclinées vers l'arrière

Les aubes sont inclinées à l'opposé du sens de rotation. La courbe de puissance passe par un maximum à un certain débit puis redescend ; si le moteur est choisi pour ce maximum, il n'y a pas de surcharge. Fréquent en aspiration et en air de process.

Aubes radiales (droites)

Les aubes partent droit du moyeu ; elles résistent à l'encrassement et à l'usure et servent sur les lignes de transport de matière. La puissance croît avec le débit et la roue est souvent lourde : surcharge et démarrage long sont à considérer ensemble.

Roue sur l'arbre, ou courroie et poulies ?

En entraînement direct, la roue est montée sur l'arbre du moteur ou sur un arbre de ventilateur relié par accouplement, et la vitesse du ventilateur est celle du moteur ; sur réseau 50 Hz, elle reste dans la classe 3000, 1500 ou 1000 tr/min avec 2, 4 ou 6 pôles. Si la roue est montée directement sur l'arbre, son poids et son balourd résiduel reposent sur les roulements du moteur ; le bout d'arbre et la rainure de clavette doivent correspondre au plan du fabricant du ventilateur.

En entraînement par courroie, le rapport des poulies fixe la vitesse : la vitesse du ventilateur vaut environ vitesse du moteur × diamètre de la poulie moteur ÷ diamètre de la poulie ventilateur, un peu moins à cause du glissement. Le réglage fin du débit devient facile, mais la tension de courroie ajoute un effort radial sur l'arbre du moteur. Monter la poulie près de l'épaulement, ne pas surtendre la courroie et ne pas choisir une poulie moteur trop petite protègent les roulements ; si un effort radial élevé est prévu, précisez-le à la commande.

Selon la hauteur d'axe, des versions à pattes (B3), à bride (B5, B14), à pattes et bride (B34, B35) et verticales (V1, V3, V5, V6, V15) sont proposées ; nous confirmons avec vous les cotes de bride et d'arbre à la commande. Les carcasses à pattes sont courantes sur les ventilateurs à courroie, les carcasses à pattes et bride B34/B35 sur les ventilateurs dont la roue est portée par la bride.

Roue lourde, démarrage long : mode de démarrage et réglage thermique

L'inertie d'une grande roue en acier peut représenter plusieurs fois celle du rotor ; le moteur absorbe un courant élevé jusqu'à porter cette masse à la vitesse nominale et le démarrage s'allonge. Si cette durée est négligée, le relais thermique déclenche pendant le démarrage ou l'enroulement chauffe plus que nécessaire à chaque démarrage.

• Étoile-triangle réduit le courant de démarrage, mais le couple baissant aussi, l'instant de commutation se règle avec soin sur une roue lourde.
• Démarreur progressif limite courant et couple par une rampe ; la durée de rampe se fixe selon l'inertie de la roue.
• Variateur de fréquence gère le démarrage et la vitesse de service. Nos moteurs triphasés peuvent être alimentés par variateur ; un fonctionnement prolongé à basse vitesse et couple élevé peut exiger une ventilation séparée, et un long câble moteur un filtre dv/dt ou sinus. Signalez-nous ces conditions à la commande ; détails sur moteurs électriques compatibles variateur.

Un ventilateur centrifuge absorbe le moins de puissance registre d'aspiration fermé ; démarrer registre fermé facilite l'accélération, mais ne change pas l'inertie. Le relais thermique est réglé sur le courant nominal de la plaque et sa classe de déclenchement est choisie selon la durée de démarrage. Sur les ventilateurs à arrêts et démarrages fréquents, des sondes PTC/PT100 dans l'enroulement peuvent être ajoutées à la commande. Pour les organes de protection, voir notre article sur le choix du relais thermique et du fusible.

Le moteur sur les lignes de dépoussiérage et d'aspiration

Dans les dépoussiéreurs à manches, le ventilateur se trouve le plus souvent côté air propre du filtre. À mesure que les manches se chargent, la résistance augmente et le débit diminue ; juste après le décolmatage, le ventilateur aspire davantage d'air. Avec des aubes vers l'avant ou radiales, cela signifie que le courant monte après le nettoyage ; le moteur est évalué pour le filtre propre comme pour le filtre chargé.

Sur les lignes de sciure, de poussière de meulage ou de granulés où le ventilateur travaille côté air chargé, la matière qui se dépose sur la roue crée un balourd et la vibration atteint les roulements par l'arbre ; nettoyer régulièrement la roue protège aussi le moteur. Dans les zones classées atmosphère de poussières explosives, un moteur IP55 standard n'est pas conçu pour cette condition ; un moteur spécial est nécessaire, précisez-le à la commande.

Ventilateurs de gaz chauds (tirage induit) et limite de température

Les ventilateurs de tirage induit des chaudières, séchoirs et fours aspirent les fumées. Le moteur reste hors du flux de gaz, mais la chaleur progresse vers lui par la roue et l'arbre ; le fabricant du ventilateur la coupe avec un disque de refroidissement sur l'arbre et un palier séparé. Un moteur standard IP55 classe F n'est pas conçu pour fonctionner dans le gaz chaud ; indiquez-nous la température ambiante du moteur à la commande.

Le gaz chaud étant léger, le ventilateur absorbe peu de puissance en service ; au premier démarrage à air froid, en revanche, la puissance augmente nettement et le moteur est vérifié pour cette condition. Les applications exigeant un moteur certifié pour le désenfumage en cas d'incendie forment une classe à part ; un moteur standard n'est pas conçu pour cette classe.

Tableau de sélection par type d'aube et mode d'entraînement

Les lignes du tableau servent à une présélection ; la décision finale dépend de la courbe du ventilateur, de la vitesse requise, du mode de raccordement et des conditions de service. Par exemple, sur des ventilateurs d'aspiration à courroie, on peut étudier le 15 kW 160L-4 (1465 tr/min) ou le 18,5 kW 180M-4 (1470 tr/min), et sur les grands ventilateurs de dépoussiérage le 45 kW 225M-4 (1485 tr/min).

Ce dont nous avons besoin pour un devis

Pour établir un devis, il nous faut : le type de machine ou d'installation et le type d'aube du ventilateur, la puissance (kW) et la vitesse (tr/min) requises, la tension du réseau, la forme de montage, le mode d'entraînement (direct ou par courroie), le mode de démarrage et la quantité. Photographier et envoyer la plaque de l'ancien moteur accélère les choses ; la marche à suivre est décrite dans notre article sur la plaque signalétique du moteur.

Les prix de tous les modèles figurent dans la rubrique acheter des moteurs électriques ; les moteurs en stock partent de notre entrepôt en Turquie. Pour les gaines de bâtiment, voir notre page moteurs de ventilation, et pour les questions de projet notre page contact.

Questions fréquentes

Pourquoi le moteur déclenche-t-il quand le ventilateur tourne sans gaine ?

Sur les ventilateurs à aubes vers l'avant et radiales, le débit et la puissance absorbée augmentent quand la résistance baisse. Un essai sans gaine ni filtre amène le ventilateur à l'extrémité droite de sa courbe et le moteur dépasse son courant nominal. Faites l'essai registre étranglé.

Suffit-il de changer la poulie pour augmenter la vitesse d'un ventilateur à courroie ?

La vitesse augmente, mais la puissance croît à peu près comme le cube de la vitesse. Même une petite hausse peut porter le moteur au-delà de sa puissance nominale ; avant de changer la poulie, vérifiez la puissance du moteur et la vitesse maximale admissible du ventilateur.

Pourquoi un ventilateur à grande roue met-il si longtemps à démarrer ?

L'inertie de la roue est bien supérieure à celle du rotor ; le moteur absorbe un courant élevé pendant longtemps pour accélérer cette masse. Le mode de démarrage et la classe de déclenchement du relais thermique sont choisis en fonction de cette durée.

Peut-on monter un moteur standard sur un ventilateur aspirant des fumées chaudes ?

Oui, si le moteur reste hors du flux de gaz et est protégé par la barrière thermique du fabricant du ventilateur ; indiquez la température ambiante à la commande.