Dans les entraînements de l'industrie lourde, la vitesse de rotation doit être choisie aussi correctement que la puissance. Ce moteur DRG de 180 kW est configuré à 6 pôles, avec sa vitesse nominale de 1000 tr/min, pour les lignes qui exigent une rotation lente mais à couple élevé. Il peut entraîner en toute sécurité des charges à forte inertie comme les concasseurs, les broyeurs à boulets, les convoyeurs lourds et les grands agitateurs, en réduisant le rapport du réducteur.

La logique du choix de 6 pôles et 1000 tr/min

Sur un réseau à 50 Hz, la vitesse synchrone est inversement proportionnelle au nombre de pôles : on obtient 3000 tr/min à 2 pôles, 1500 tr/min à 4 pôles et 1000 tr/min à 6 pôles. Lorsque vous délivrez la même puissance à un régime plus faible, le couple à l'arbre augmente, car la puissance est le produit du couple par la vitesse angulaire. Un moteur de 180 kW produit à 1000 tr/min un couple nominal d'environ 1720 Nm ; c'est là un couple d'arrachement suffisant pour faire tourner des tambours de grand diamètre et de lourds rotors. Faire le même travail avec un moteur à régime élevé exige un réducteur de rapport plus grand, ce qui crée du coût et une perte de rendement.

Rotor à cage d'écureuil et glissement

Sur cette classe de moteurs, la structure standard est le rotor asynchrone à cage d'écureuil. Le bobinage du stator crée le champ magnétique tournant, le rotor tourne un peu en retard de ce champ et l'écart entre les deux s'appelle le glissement (slip). Sur un moteur à 6 pôles, le régime sous charge nominale reste un peu en dessous de la vitesse synchrone de 1000 tr/min, typiquement dans la bande 985-990 tr/min. Le glissement croît à mesure que la charge augmente ; ce comportement permet au moteur d'accroître son couple sans s'arrêter brusquement sur les charges à chocs. Ce caractère auto-équilibrant des moteurs AC asynchrones adoucit les sauts brusques de charge sur les lignes de concassage et de broyage.

Carter en fonte et résistance mécanique

Sur de fortes puissances comme 180 kW, le matériau du carter est choisi en fonte (cast iron). La fonte offre une structure bien plus rigide que l'aluminium ; elle conserve l'alignement de l'arbre sous des fluctuations de couple et des vibrations continues, et amortit la résonance. C'est déterminant pour la durée de vie des roulements et l'intégrité du bobinage. Dans les installations lourdes, les bénéfices supplémentaires du carter sont les suivants :

  • Grâce à sa masse thermique élevée, il absorbe lentement les fluctuations de température
  • Il résiste à la fissuration face aux chocs et aux contraintes mécaniques
  • Sa surface à ailettes forme une large aire de refroidissement
  • Il transmet en toute sécurité au châssis les charges des accouplements et poulies lourds

Refroidissement, protection et isolation

Le moteur est refroidi par la méthode IC411, c'est-à-dire par le ventilateur situé au bout de l'arbre qui souffle de l'air sur les ailettes du carter ; il ne nécessite pas d'alimentation externe. L'indice de protection IP55 protège le bobinage contre l'entrée de poussière et contre les projections d'eau venant de toutes directions dans les mines poussiéreuses et les installations d'agrégats. L'isolation de classe F tient jusqu'à 155 °C ; en pratique, lorsqu'elle est exploitée avec une élévation de température de classe B, une marge de sécurité d'environ 25 °C est conservée. Cette marge prolonge nettement la durée de vie du moteur dans les environnements chauds et fermés.

Classe de rendement et bilan énergétique

Ce moteur peut être fourni en IE3 Premium selon la norme IEC 60034-30-1 et, sur demande, dans des classes supérieures à IE3. Sur les fortes puissances, la contrepartie financière d'un seul point de rendement est élevée. Si un moteur de 180 kW fonctionne 16 heures par jour, 300 jours par an, il consomme environ 864 000 kWh d'énergie par an. Une amélioration de la classe de rendement d'un seul point (par exemple de 95,8 % à 96,8 %) signifie une économie de plusieurs milliers de kWh par an ; cela se ressent directement dans le budget d'exploitation. C'est pourquoi, sur les charges lourdes et continues, ce n'est pas le prix d'achat initial mais la dépense d'énergie sur toute la durée de vie qui doit être déterminante.

Régime continu S1 et service intensif

Le moteur 180 kW 1000 tr/min est dimensionné selon le régime de fonctionnement continu S1 ; autrement dit, il peut fonctionner sous charge pendant une durée illimitée, en atteignant son équilibre thermique et en y demeurant. Comme il est question de courants de démarrage élevés dans des applications telles que les concasseurs et les broyeurs, la courbe couple-vitesse et le couple d'arrachement du moteur sont contrôlés selon le profil de mise en charge de l'application. Au besoin, le choc de démarrage peut être limité en l'utilisant avec un démarreur progressif ou un convertisseur de fréquence.

Fixation, montage et adaptation à la ligne d'entraînement

Un carter B3 à pattes est proposé en standard ; lorsqu'une fixation à bride est nécessaire, les options B5 ou B35 combinée sont examinées. En entraînement direct par accouplement, c'est l'alignement de l'arbre et, en entraînement par poulie-courroie, la tension de la courroie et la charge radiale qui déterminent la force appliquée aux roulements. L'orientation de la boîte à bornes peut être tournée selon le cheminement des câbles de l'installation. Comme les défauts de vibration et d'alignement raccourcissent rapidement la durée de vie des roulements dans cette classe, un alignement au laser est recommandé à la mise en service.

Utilisation type dans les installations minières et d'agrégats

Les endroits où l'on rencontre le plus souvent le moteur 180 kW 1000 tr/min sont les installations traitant des matériaux lourds. Sur les concasseurs à mâchoires et giratoires, un couple de démarrage élevé est nécessaire pour arracher la pierre ; sur les broyeurs à boulets et à barres, l'inertie du tambour en rotation est très grande. Dans ces applications, la capacité du moteur à supporter une brève surcharge pendant le démarrage est le critère le plus important à la mise en service. Les domaines d'utilisation types peuvent être énumérés ainsi :

  • Entraînements de concasseurs à mâchoires, giratoires et à percussion
  • Broyeurs à boulets, à barres et à marteaux
  • Systèmes de convoyeurs lourds à bande et à godets
  • Agitateurs et mélangeurs de grand volume
  • Pompes et ventilateurs industriels à haute pression

Comme le moteur est entraîné, sur ces charges, par l'intermédiaire d'un réducteur ou d'une transmission poulie-courroie, on veille à ce que les forces radiales et axiales appliquées au bout de l'arbre restent dans la capacité des roulements.

Entretien, graissage et longévité

Dans cette classe de puissance, un entretien planifié évite les arrêts imprévus. Les roulements peuvent être choisis d'un type regraissable selon les exigences de l'application ; l'intervalle de graissage périodique est déterminé selon la température de fonctionnement et le régime. Les points à surveiller régulièrement sont les suivants : la résistance d'isolement du bobinage, la température des roulements et le niveau de vibration, le serrage des raccordements de la boîte à bornes et la propreté des ailettes de refroidissement. Dans un environnement poussiéreux, l'obstruction des ailettes affaiblit le refroidissement et élève la température du bobinage ; c'est pourquoi le nettoyage périodique de la surface du carter agit directement sur la durée de vie. Le fait que la mesure des vibrations donne une alerte précoce permet de détecter une dégradation de roulement avant l'arrêt sur panne.

Choisissons ensemble le bon moteur

Sur les lignes d'entraînement lourdes, le choix du moteur exige d'évaluer ensemble le type de charge, le couple de démarrage, la durée de fonctionnement journalière et les conditions d'environnement. Basée à İzmir, DRG Motor propose le moteur 180 kW 1000 tr/min et les classes de puissance équivalentes avec l'avantage du stock et d'un approvisionnement rapide ; en apportant un support technique sur la classe de rendement, le type de fixation et les accessoires adaptés à votre application, elle détermine avec vous la solution la plus juste. Pour les autres options de puissance et de régime, vous pouvez consulter notre page d'accueil.