Moteurs pour ventilateurs et extracteurs

Le débit d'air qu'un ventilateur déplace dépend de sa roue ; faire tourner cette roue à la bonne vitesse, toute la journée, c'est le travail du moteur électrique. Cette page ne traite pas de l'enveloppe, des pales ou de la volute du ventilateur, mais du moteur asynchrone triphasé qui les entraîne : comment passer des données du ventilateur à la puissance moteur, pourquoi la vitesse et le mode d'entraînement comptent, et quels détails priment selon le type de ventilateur.

Les moteurs que nous utilisons pour les ventilateurs et extracteurs sont IP55, isolation classe F et 50 Hz. La série triphasée couvre 0,25 kW à 355 kW en 2, 4 et 6 pôles ; la carcasse aluminium va jusqu'à 11 kW et la carcasse fonte est proposée à partir de 0,55 kW.

Du débit et de la pression à la puissance moteur

Un ventilateur se choisit à partir de deux données : le débit (m³/h ou m³/s) et la pression totale à vaincre (Pa). Gaines, filtres, registres et coudes créent cette pression. Le catalogue du fabricant de ventilateurs indique généralement directement la puissance à l'arbre nécessaire pour ces deux valeurs ; c'est le premier endroit à consulter pour choisir le moteur.

Sans données constructeur, une estimation grossière est possible : P [kW] ≈ Q [m³/s] × Δp [Pa] / (1000 × η), η étant le rendement total du ventilateur. Un ventilateur qui déplace 5 m³ d'air par seconde contre 1200 Pa, avec un rendement supposé de 0,70, demande environ 8,6 kW ; l'échelon standard suivant est 11 kW. Pour un ventilateur lent entraîné par courroie, cela peut correspondre à un moteur fonte 11 kW 160L-6 tournant à 970 tr/min. Le calcul ne donne qu'un ordre d'idée ; la décision finale dépend de la courbe du ventilateur, de la vitesse requise, de l'entraînement et des conditions du site. La variation de la puissance absorbée lorsqu'un registre reste grand ouvert ou qu'un filtre est retiré se lit aussi sur la courbe.

Vitesse, nombre de pôles et diamètre de roue

Une roue est conçue pour une vitesse périphérique donnée ; plus son diamètre est grand, plus on la fait tourner lentement. Sur un réseau 50 Hz, nos modèles 2 pôles tournent à 2730–2980 tr/min nominaux, les 4 pôles à 1340–1490 tr/min et les 6 pôles à 855–990 tr/min. Si la roue est montée directement sur l'arbre, la vitesse du moteur est celle du ventilateur ; le nombre de pôles suit donc la vitesse demandée par le fabricant du ventilateur.

Selon les lois des ventilateurs, le débit varie proportionnellement à la vitesse, la pression avec le carré de la vitesse et la puissance à peu près avec le cube. La relation s'écarte selon la résistance du réseau, mais elle suffit à montrer combien une petite hausse de vitesse augmente vite la charge du moteur.

Roue sur l'arbre ou sur une poulie ?

En entraînement direct, le moyeu de la roue est monté sur l'arbre moteur. Le poids de la roue et la poussée créée en déplaçant l'air chargent les roulements axialement. Sur les ventilateurs hélicoïdes et de toiture, le moteur travaille souvent à la verticale. Outre les versions à pattes (B3), à bride (B5, B14) et à pattes et bride (B34, B35), les positions verticales V1, V3, V5, V6 et V15 sont fournies selon la hauteur d'axe ; la taille de bride, le bout d'arbre et l'orientation de l'arbre vers le haut ou vers le bas sont confirmés à la commande. La liste des positions figure dans la question sur les formes de montage.

En transmission par courroie et poulie, le moteur est généralement à pattes et la tension de courroie exerce une charge latérale (radiale) sur le bout d'arbre. Cette charge augmente avec la taille de la poulie et le nombre de courroies ; placer la poulie près de la carcasse soulage le roulement côté entraînement. Comme le rapport de poulies fixe la vitesse du ventilateur indépendamment du nombre de pôles, cette disposition est courante sur les grands ventilateurs à volute.

Air chaud, poussière et ambiance humide

Le moteur est refroidi par son propre ventilateur calé sur l'arbre et ses valeurs assignées se rapportent à une température ambiante donnée. Si le moteur doit se trouver dans le flux d'air ou dans des combles chauds, indiquez-nous la température réelle à cet endroit. Sur les lignes de dépoussiérage, la poussière accumulée sur les ailettes affaiblit le refroidissement.

L'IP55 protège contre la poussière et les projections d'eau ; sur les ventilateurs de toiture directement exposés à la pluie, il faut prévoir un capot au-dessus du moteur. Là où l'écart de température entre le jour et la nuit est important, une résistance anticondensation et, pour surveiller la température du bobinage, une sonde PTC ou PT100 peuvent être ajoutées à la commande.

Démarrage d'une roue lourde et réglage du débit

L'inertie d'une grande roue retarde la montée du moteur à pleine vitesse, et le moteur absorbe un courant élevé pendant tout ce temps. La protection thermique doit être réglée pour laisser le démarrage s'achever tout en déclenchant sur une vraie surcharge. Communiquer dès la demande de prix le moment d'inertie de la roue, obtenu auprès du fabricant du ventilateur, facilite la vérification.

Les petits ventilateurs démarrent généralement en direct ; les plus grands utilisent l'étoile-triangle, un démarreur progressif ou un variateur. Lorsque le débit varie au cours de la journée, on peut baisser la vitesse au lieu d'étrangler avec un registre : nos moteurs triphasés peuvent être alimentés par un variateur de fréquence. Si le ventilateur doit tourner longtemps à basse vitesse et forte charge, le ventilateur d'arbre peut ne pas suffire et l'on ajoute une ventilation indépendante ; si le variateur est éloigné, un filtre dv/dt ou sinus entre en jeu selon la longueur de câble. Précisez ces points lors de la demande de prix ; les détails sont sur la page des moteurs compatibles variateur.

Feuille de route par type de ventilateur

Les étapes ci-dessus valent pour tout ventilateur ; le mode d'entraînement et le point de vigilance changent selon le type.

Le tableau résume des tendances générales ; le choix concret se fait avec les données propres du ventilateur et du site.

Dans les extracteurs muraux et de toiture, les tours de refroidissement et les serres, la roue est le plus souvent montée sur l'arbre moteur ; la position verticale et la charge axiale sont traitées sur la page du moteur électrique de ventilateur axial. Pour les ventilateurs à volute à haute pression, la page du moteur électrique de ventilateur centrifuge compare l'entraînement par courroie et l'entraînement direct.

Dans les brûleurs de chaudières et de fours, le moteur qui fournit l'air de combustion est petit mais démarre souvent ; le côté moteur est expliqué sur la page du moteur électrique de ventilateur de brûleur, la sécurité de la ligne de combustible relevant du fabricant du brûleur. Les ventilateurs de poussée des parkings couverts et des tunnels sont traités sur la page du moteur de ventilateur jet, et ceux des lignes de séchage, de dépoussiérage et de four sur celle du moteur de ventilateur de process et de four.

La page des moteurs électriques de ventilation part du renouvellement d'air d'un bâtiment et celle du secteur CVC des centrales de traitement d'air et de la climatisation ; cette page part du ventilateur lui-même.

Que transmettre pour une demande de prix ?

Il suffit de nous indiquer le type de ventilateur ou de machine, la puissance (kW) et la vitesse (tr/min) nécessaires, la tension réseau, la forme de montage et l'orientation de l'arbre, si la roue est entraînée directement ou par courroie, le mode de démarrage, la température ambiante et la quantité. Si un ancien moteur est remplacé, une photo de sa plaque répond à presque toute cette liste ; vous pouvez envoyer la photo de la plaque ici.

Quelques modèles en ventilation : pour les petits extracteurs le 1,5 kW 90L-4 (aluminium, 1445 tr/min), pour les grands ventilateurs centrifuges le 37 kW 225S-4 (fonte, 1485 tr/min) et pour les ventilateurs de process lourds le 75 kW 280S-4 (1486 tr/min, SF 1,15). Les autres puissances et vitesses, avec les prix, se trouvent dans notre boutique de moteurs ; pour une question de projet, écrivez-nous.

Questions fréquentes

Y a-t-il une différence entre un moteur de ventilateur et un moteur d'extracteur ?

Du point de vue du moteur, généralement non ; tous deux font tourner une roue. La différence tient au sens de l'air et au montage : l'extracteur aspire l'air d'un local et son moteur se trouve souvent sur un mur ou une toiture, parfois à la verticale. Puissance, vitesse et position de montage déterminent le choix.

Comment choisir la vitesse du moteur pour un ventilateur à courroie ?

Comme la vitesse du ventilateur est fixée par le rapport de poulies, le nombre de pôles est plus libre. Diamètres de poulies, tension de courroie et charge latérale sur le bout d'arbre doivent être vérifiés ensemble, en partant de la vitesse moteur recommandée par le fabricant du ventilateur.

Pourquoi la protection thermique déclenche-t-elle au démarrage du ventilateur ?

Les roues lourdes maintiennent longtemps le moteur au courant de démarrage. Le réglage thermique et le mode de démarrage doivent être revus pour ce démarrage ; si le problème persiste, l'inertie de la roue et la puissance du moteur sont à réévaluer.

Peut-on régler le débit avec un variateur plutôt qu'un registre ?

Oui ; nos moteurs triphasés peuvent fonctionner avec un variateur. Lors de la demande de prix, indiquez la durée de fonctionnement à basse vitesse et la longueur de câble entre variateur et moteur.

Ces moteurs conviennent-ils aux ventilateurs de désenfumage ?

Les applications de désenfumage en cas d'incendie exigent un moteur certifié pour ce service ; un moteur standard IP55/F n'est pas conçu pour une telle classe. Dans un tel projet, précisez clairement l'exigence dès le départ.