Moteur pour ventilateur hélicoïde à aubes directrices

Le ventilateur hélicoïde à aubes directrices (vane axial) porte, dans sa virole cylindrique, des aubes fixes placées juste derrière ou devant l'hélice. L'air quitte l'hélice en tournant ; les aubes fixes redressent ce tourbillon et transforment une partie de l'énergie de rotation en pression statique. On obtient une pression plus élevée et un écoulement de sortie plus régulier qu'avec un ventilateur hélicoïde en virole simple de même diamètre. L'ensemble des types de ventilateurs figure sur la page moteurs pour ventilateurs et extracteurs ; ici, nous traitons uniquement ce que la conception à aubes directrices change pour le moteur.

Comment les aubes fixes modifient-elles la charge du moteur ?

Comme les aubes directrices redressent l'air, le ventilateur peut vaincre des résistances qu'un hélicoïde en virole simple ne surmonte pas : longues gaines, silencieux, batteries d'échangeurs de chaleur ou galeries de mine. Le prix de ce gain de pression est la puissance à l'arbre. Une pression plus élevée au même débit signifie que le moteur doit fournir davantage de couple.

Dans ces ventilateurs, l'hélice est le plus souvent montée directement sur l'arbre moteur. Avec une petite hélice et un besoin de pression élevé, des moteurs 2 pôles (classe 3000 tr/min) assurent la vitesse périphérique ; quand le diamètre augmente, on utilise des moteurs 4 et 6 pôles. La vitesse exacte se lit sur la courbe du fabricant du ventilateur, et la puissance du moteur est fixée d'après la puissance à l'arbre exigée par le point de fonctionnement sur cette courbe.

Pourquoi déconseiller le démarrage registre fermé ?

Pour les ventilateurs centrifuges, démarrer registre d'aspiration fermé est une pratique courante. Le ventilateur hélicoïde à aubes directrices se comporte à l'inverse : quand le débit baisse trop, l'écoulement décroche des pales (décrochage ou stall), le ventilateur fonctionne de manière instable avec des vibrations et, dans de nombreuses conceptions, la puissance à l'arbre augmente même à faible débit. Démarrer registre fermé ou fortement étranglé ne soulage donc pas le moteur et peut le charger davantage.

Fonctionner longtemps en zone de décrochage se ressent aussi au moteur : la charge de l'hélice fluctue à chaque tour, les roulements subissent des efforts alternés et le courant oscille. La résistance du réseau doit être conçue pour que le ventilateur reste dans la partie stable de sa courbe. La position du registre au démarrage est fixée selon les instructions du fabricant du ventilateur.

Moteur dans la virole : fixation, câble et refroidissement

Dans ces ventilateurs, le moteur se trouve généralement au centre de la virole, dans un moyeu fixé aux aubes directrices ou à des bras de support distincts. Le diamètre du moyeu et la carcasse du moteur doivent correspondre ; le fabricant du ventilateur demande donc le moteur avec une hauteur d'axe et une forme de montage précises. La disposition la plus fréquente dans les ventilateurs en virole est un moteur posé sur la platine du moyeu par ses pattes ou par une bride B5/B14 ; selon la carcasse, les exécutions B3, B34, B35 et, pour les ventilateurs de type tour installés verticalement, V1, V3, V5, V6, V15 sont aussi possibles. Nous confirmons la bride et le diamètre d'arbre à la commande en consultant le plan du moyeu du fabricant du ventilateur. Les types de bride sont expliqués sur la page moteurs à bride B5 et B14.

La boîte à bornes reste à l'intérieur de la virole ; le câble d'alimentation sort généralement par l'une des aubes directrices ou par un presse-étoupe de la virole. L'orientation de la boîte et le sens d'entrée du câble doivent être indiqués à la commande, sinon le câble risque de ne pas passer dans la section de l'aube.

Le moteur est refroidi par l'air que déplace le ventilateur. Si cet air est propre et à température ambiante, c'est un avantage. Si le ventilateur fonctionne longtemps à très faible débit ou transporte un air chaud et poussiéreux, l'évacuation de la chaleur du moteur se dégrade. Indiquez à la commande la température de l'air véhiculé. Une résistance anti-condensation peut être ajoutée aux ventilateurs qui s'arrêtent et redémarrent en air humide, et une sonde de bobinage PTC/PT100 aux viroles difficiles d'accès ; ce sont deux options de commande. La protection IP55 de nos moteurs vise la poussière et les projections d'eau : un flux de gaz corrosif, une virole lavée au jet ou une atmosphère explosive sortent de cette protection. Sur une telle ligne, le fabricant du ventilateur doit prendre des mesures supplémentaires ou un moteur spécial doit être choisi ; précisez-le clairement dans votre demande.

Réglage de l'angle des pales et variation de vitesse

Sur de nombreux ventilateurs à aubes directrices, l'angle des pales de l'hélice se règle à l'arrêt. Augmenter l'angle accroît la pression et le débit, ainsi que la puissance absorbée par le moteur. Si le ventilateur a été réglé à nouveau sur site, le courant moteur doit ensuite être mesuré et comparé au courant nominal de la plaque signalétique.

Si le débit doit varier en fonctionnement, le variateur de fréquence est la solution la plus souple. Nos moteurs triphasés peuvent être alimentés par un variateur. Comme la charge du ventilateur diminue quand il ralentit, le ventilateur propre du moteur suffit dans la plupart des cas ; si un couple élevé est demandé longtemps à basse fréquence, on envisage toutefois une ventilation forcée alimentée séparément, et si la liaison entre variateur et moteur est longue, un filtre de sortie. Il suffit d'ajouter ces deux informations à votre demande ; le sujet est détaillé sur la page moteurs électriques compatibles variateur. Pour ne pas approcher la limite de décrochage lors de la réduction de vitesse, la fréquence minimale du variateur doit être fixée avec le fabricant du ventilateur.

Domaines d'utilisation et modèles HEM d'exemple

Les ventilateurs à aubes directrices sont choisis pour des circuits d'air à forte résistance mais à tracé rectiligne : ventilation de mines et de tunnels, extraction de cabines de peinture, air de process sur longues gaines, unités soufflant l'air à travers des batteries de refroidissement. Le tableau ci-dessous propose une présélection vue du côté moteur.

Les moteurs du tableau servent à donner une idée. Le bon moteur est déterminé ensemble par la puissance absorbée par le ventilateur à son point de fonctionnement, la vitesse requise par l'hélice, le mode de fixation au moyeu et l'état de l'air. Dans les mines où du gaz explosif peut être présent, un moteur standard ne peut pas être utilisé ; ce point est traité séparément dans le projet.

Protéger le côté moteur lors de la maintenance

Le jeu entre les aubes directrices et l'hélice est faible. Si une pale se desserre ou si de la saleté s'accumule sur l'hélice, le balourd est transmis directement aux roulements du moteur. Les contrôles périodiques doivent porter ensemble sur la fixation des pales, la propreté de l'hélice et le bruit des roulements. Comme l'accès au moteur impose souvent d'ouvrir la virole, une sonde PTC qui surveille à distance la température du bobinage limite les surprises entre deux interventions. La lubrification des roulements suit les instructions de la plaque du moteur et du catalogue.

Pour transmettre votre demande

Pour établir une offre, il suffit de nous indiquer dans quelle machine ou installation tourne le ventilateur, la puissance et la vitesse requises par l'hélice, la tension du site, la fixation du moteur au moyeu, l'orientation de la boîte à bornes et de la sortie du câble, la température de l'air et le nombre d'unités nécessaires. Si vous photographiez la plaque signalétique de votre moteur actuel et nous l'envoyez, nous pouvons en déduire l'équivalent ; la méthode est décrite dans le guide de la plaque signalétique.

Les prix figurent sur la page de chaque modèle, dans la rubrique boutique. Vous pouvez poser vos questions par WhatsApp ou par téléphone via les numéros de la page contact.

Questions fréquentes

Démarrer le ventilateur registre fermé protège-t-il le moteur ?

En général, non. Dans les ventilateurs hélicoïdes, l'écoulement décroche quand le débit baisse trop, et dans de nombreuses conceptions la puissance à l'arbre augmente. La position du registre au démarrage doit suivre les instructions du fabricant du ventilateur.

Le moteur étant dans la virole, comment détecter une surchauffe ?

Le moteur étant difficile à observer, une sonde PTC ou PT100 intégrée au bobinage est la solution la plus pratique. La sonde est une option de commande et se raccorde à un relais adapté dans l'armoire de commande.

Que faut-il vérifier en remplaçant le moteur d'un ventilateur existant ?

Outre la puissance et la vitesse, la bride, le bout d'arbre, la clavette et la taille de carcasse qui se loge dans le moyeu doivent correspondre à l'ancien moteur. La position de la boîte à bornes influe aussi sur le passage du câble dans l'aube directrice.

Si j'augmente l'angle des pales, faudra-t-il un moteur plus puissant ?

C'est possible. Quand l'angle augmente, la puissance absorbée augmente aussi. Mesurez le courant après le réglage ; s'il dépasse la valeur de la plaque, on réduit l'angle ou on réévalue la puissance du moteur.