Moteur pour ventilateur plug (roue libre en caisson)

Le ventilateur plug est une roue centrifuge sans volute, placée dans une chambre ouverte (plénum) à l'intérieur d'une centrale de traitement d'air (CTA) ou d'un caisson de ventilation ; on parle aussi de roue libre en caisson. Comme la roue est montée directement sur l'arbre du moteur, le moteur ne fait pas que fournir la puissance : il porte la roue et fixe sa vitesse. La présentation générale de tous les types de ventilateurs se trouve sur la page moteurs de ventilateurs et d'extracteurs ; cette page traite uniquement des conditions propres au moteur qui entraîne un ventilateur plug.

Une roue sans enveloppe : les charges portées par le moteur

Dans un ventilateur à volute, l'air est collecté dans une enveloppe en spirale autour de la roue et sort par une seule bouche. Le ventilateur plug n'a pas cette enveloppe : la roue projette l'air aspiré par le pavillon d'entrée sur tout son pourtour dans la chambre, et la chambre se comporte comme un caisson de pression. Pour le concepteur de la centrale, cela permet d'orienter le raccordement de gaine dans n'importe quelle direction et de raccourcir le caisson.

Côté moteur, trois charges distinctes se cumulent. La première est le couple nécessaire à la roue pour déplacer l'air. La deuxième est le poids de la roue : celle-ci étant suspendue au bout de l'arbre, le roulement côté entraînement supporte une charge radiale permanente. La troisième est l'inertie de la roue ; une grande roue plug à aubes inclinées vers l'arrière sollicite le moteur pendant un temps sensible lors de l'accélération. C'est pourquoi le diamètre et le poids de la roue comptent autant que les kW dans le choix du moteur et doivent toujours être demandés au fabricant du ventilateur.

La vitesse est fixée par le variateur, pas par une poulie

Dans un ventilateur de caisson à courroies, le point de fonctionnement se règle en changeant les poulies. Le ventilateur plug n'a pas de poulie, la roue tourne donc à la vitesse du moteur ; sur un réseau 50 Hz, cette vitesse dépend du nombre de pôles. Par exemple, notre modèle 4 pôles 112M-4 tourne à 1 450 tr/min en charge et notre modèle 2 pôles 100L-2 à 2 895 tr/min. La vitesse de roue demandée par la conception se situe souvent quelque part entre ces deux valeurs.

C'est pourquoi les ventilateurs plug fonctionnent presque toujours avec un variateur de fréquence : à la mise en service, le débit voulu est trouvé par la fréquence du variateur et, en exploitation, la vitesse est réajustée à mesure que le filtre s'encrasse ou que les besoins du bâtiment changent. La valeur à vérifier lors du choix du moteur est la puissance sur l'arbre à la fréquence la plus élevée qu'atteindra le variateur ; comme la puissance du ventilateur augmente vite avec la vitesse, quelques centaines de tr/min au-dessus de la vitesse de calcul peuvent suffire à faire dépasser au moteur sa valeur nominale. Si un fonctionnement au-delà de 50 Hz est prévu, il faut l'indiquer clairement dans la commande, avec la fréquence maximale.

Nos moteurs triphasés peuvent être alimentés par un variateur de fréquence. Un fonctionnement prolongé à basse fréquence avec le couple plein est rare pour un ventilateur plug, mais s'il est prévu, une ventilation de refroidissement alimentée séparément peut être nécessaire ; si le variateur est dans une armoire hors de la centrale et que le câble est long, un filtre dv/dt ou sinus côté moteur est envisagé. Détails sur la page moteurs électriques compatibles variateur.

Place du moteur dans le caisson et mode de fixation

Dans un ventilateur plug, le moteur est fixé sur une console ou un châssis en face du côté aspiration et se trouve dans l'air véhiculé. L'air d'une CTA est généralement filtré et tempéré, ce qui favorise le refroidissement du moteur ; toutefois, dans un ventilateur placé juste après une batterie chaude la température de l'air augmente, et après un humidificateur l'humidité augmente. La plage de température et d'humidité de l'air qui atteint le moteur doit être indiquée dans la commande.

La fixation se fait le plus souvent en boulonnant un moteur à pattes (B3) sur le châssis ou en posant un moteur à bride (B5, B35) sur la console du ventilateur. Les formes disponibles selon la carcasse figurent sur la page des formes de montage ; les cotes de bride et d'arbre sont confirmées à chaque commande. Dans les centrales dont le châssis repose sur des plots antivibratoires, raccorder le câble moteur par une partie souple, orienter la boîte à bornes vers la porte de visite et faire passer le câble dans la paroi du caisson par un presse-étoupe étanche facilitent le travail.

Mur de ventilateurs : plusieurs petits moteurs au lieu d'un grand

Dans les centrales à grand débit, plusieurs petits ventilateurs disposés côte à côte peuvent remplacer un seul grand ventilateur plug ; on appelle cette disposition un mur de ventilateurs (fan array). Côté moteur, la conséquence est la suivante : quand un ventilateur tombe en panne, les autres accélèrent pour combler une partie du manque. Chaque moteur doit donc fonctionner sous sa puissance nominale en service normal, tout en pouvant monter plus haut dans le scénario de secours.

Dans un mur de ventilateurs, les moteurs sont généralement choisis du même modèle, ce qui simplifie le stock de rechange. Que chaque moteur soit alimenté par son propre variateur ou par un variateur commun change la protection et le câblage ; cette information doit être transmise dès la phase de devis. Pour les murs à petites roues, la série à carcasse aluminium est souvent préférée pour sa légèreté.

Moteurs d'exemple pour les applications à ventilateur plug

Les modèles du tableau sont des exemples ; le choix définitif dépend de la puissance réellement demandée par la roue, de la plage de vitesse nécessaire, de la disposition de montage et des conditions de fonctionnement dans la centrale.

Maintenance : équilibrage, roulements et suivi du filtre

La roue étant directement sur l'arbre, tout balourd passe directement dans le roulement du moteur. La poussière ou la saleté qui se dépose sur la roue dégrade l'équilibrage ; un nettoyage périodique et un contrôle d'équilibrage après dépose et remontage de la roue préservent la durée de vie des roulements. Une portée propre entre le moyeu de la roue et l'arbre et une clavette en bon état servent le même but.

À mesure que le filtre s'encrasse, la résistance du réseau augmente ; dans un ventilateur plug avec variateur, la régulation augmente la vitesse pour maintenir le débit et la charge du moteur croît en conséquence. Il est donc utile de relever le courant moteur avant et après un changement de filtre. Une sonde PTC ou PT100 pour surveiller la température du bobinage et, si la centrale reste longtemps à l'arrêt, une résistance anticondensation peuvent être ajoutées en option à la commande.

Informations nécessaires pour un devis

Pour un moteur de ventilateur plug, communiquez-nous : le type de machine et de ventilateur (CTA, caisson, mur de ventilateurs), la puissance nécessaire, la vitesse de roue minimale et maximale, la tension du réseau et l'utilisation ou non d'un variateur, la forme de montage (pattes ou bride) et la quantité. Si vous remplacez un moteur existant, envoyer une photo de sa plaque signalétique est un bon début.

Tous les modèles et leurs prix actuels se trouvent sur la page acheter des moteurs électriques. Nos numéros WhatsApp et de téléphone figurent sur la page contact.

Questions fréquentes

Un moteur de ventilateur plug peut-il fonctionner au-delà de 50 Hz ?

C'est possible avec un variateur de fréquence ; mais dans cette zone, le couple que le moteur peut fournir diminue alors que la puissance demandée par le ventilateur augmente. Il faut calculer la vitesse maximale admissible de la roue et du moteur ainsi que la puissance nécessaire à cette vitesse, puis indiquer la fréquence maximale dans la commande.

Peut-on réutiliser l'ancien moteur en passant d'un ventilateur de caisson à courroies à un ventilateur plug ?

Le plus souvent non, car dans une transmission par courroies la vitesse du moteur et celle de la roue diffèrent. Dans un ventilateur plug, le moteur doit avoir le bon nombre de pôles pour la vitesse de roue et pouvoir porter la roue en bout d'arbre ; le choix se fait sur la base des données de la nouvelle roue.

Le moteur d'un ventilateur plug a-t-il besoin d'une protection supplémentaire puisqu'il est dans l'air véhiculé ?

Pour l'air filtré d'une CTA à température normale, un moteur standard IP55 convient. En cas de température élevée après une batterie chaude, de forte humidité après un humidificateur ou de vapeurs chimiques, cette condition doit être indiquée dans la commande ; des mesures supplémentaires ou un moteur spécial sont alors étudiés si nécessaire.

Chaque ventilateur d'un mur de ventilateurs doit-il avoir son propre variateur ?

Cela dépend de la conception de régulation du fabricant de la centrale. Des variateurs séparés facilitent la surveillance et la protection de chaque moteur ; avec un variateur commun, une protection thermique distincte est nécessaire pour chaque moteur. Précisez-nous la disposition retenue lors de la demande de devis.