Les systèmes d'air comprimé et de compression de gaz, indépendamment du type de compresseur à vis ou à piston, tirent leur puissance du moteur électrique. Comme la ligne de compresseurs constitue une part importante de la facture énergétique d'une usine, le rendement, la caractéristique de vitesse et la robustesse du moteur utilisé dans ce système se répercutent directement sur le coût d'exploitation. Le choix correct du moteur détermine à la fois la stabilité de la pression et le coût de compression à long terme.

Le type de charge assumé par le moteur dans un compresseur

Le compresseur est une charge exigeante pour le moteur car le couple de charge varie avec la pression. Alors que dans les compresseurs à vis la charge est presque constante et continue, dans les compresseurs à piston elle fluctue à chaque cycle de compression. C'est pourquoi le couple de démarrage du moteur, sa stabilité en vitesse et son comportement d'échauffement se placent au centre du choix. Sur les lignes de compresseurs fonctionnant en continu, des moteurs adaptés au régime de fonctionnement continu S1 et à forte réserve thermique sont privilégiés.

Priorité de la classe de rendement sur un compresseur tournant en continu

Dans la plupart des usines, les moteurs de compresseur tournent plus de 16 heures par jour. Dans un tel usage, la classe de rendement du moteur est bien plus déterminante que le prix d'achat. La norme IEC 60034-30-1 classe les moteurs de IE1 à IE5 ; pour une application de compresseur, le niveau IE3 Premium au minimum et si possible IE4 Super Premium est recommandé. L'écart de quelques points entre deux classes de rendement se transforme, sur un compresseur fonctionnant en continu toute l'année, en une économie d'électricité appréciable.

  • Rendement standard IE1 : désormais écarté sur les nouvelles lignes de compresseurs.
  • IE3 Premium : niveau minimal typique pour les lignes de compresseurs.
  • IE4 Super Premium : dans les usines de compresseurs à plusieurs équipes, il rembourse rapidement l'écart de prix.

Vitesse élevée sur un compresseur à vis

La vitesse du moteur est déterminée par le nombre de pôles. Sur un réseau 400 V / 50 Hz, un moteur à 2 pôles tourne à environ 3000 tr/min, à 4 pôles à 1500 tr/min et à 6 pôles à 1000 tr/min. Sur les compresseurs à vis, les moteurs à 2 pôles à vitesse élevée sont répandus ; car l'élément de compression est entraîné à grande vitesse directement ou par courroie. Sur les compresseurs à piston, en revanche, comme un couple plus élevé est nécessaire, des moteurs à 4 pôles sont généralement utilisés. La vitesse est un peu inférieure à la vitesse synchrone en raison du glissement et ce glissement permet la formation du couple sous charge.

Pourquoi la salle des compresseurs est poussiéreuse et humide

Les salles de compresseurs peuvent être poussiéreuses, humides et chaudes. C'est pourquoi l'indice de protection IP55 est standard sur le moteur ; il assure une protection contre l'entrée de poussière et les projections d'eau venant de toutes les directions. En isolation, la classe F est répandue et offre une résistance thermique jusqu'à 155 °C ; cette réserve rend possible un fonctionnement sûr du moteur dans les salles des machines exiguës durant les mois d'été. Comme la durée de vie thermique du bobinage dépend directement de la classe d'isolation, ce point est déterminant pour la longévité.

Décision sur le matériau du carter

Le carter du moteur est choisi selon la nature des vibrations et de la chaleur du compresseur. Le carter en fonte, grâce à sa résistance mécanique élevée et à sa capacité d'amortissement des vibrations, se distingue sur les gros compresseurs à piston. Le carter en aluminium procure quant à lui un avantage sur les puissances plus faibles et les compresseurs mobiles grâce à sa légèreté et à sa bonne dissipation de la chaleur. Le choix se fait selon la taille du compresseur, la forme de montage et l'environnement de travail.

Type de fixation et montage

Lors du raccordement au compresseur, la structure à pattes et à bride du moteur détermine la durée d'arrêt. Le montage à pattes B3 est utilisé sur les groupes de compresseurs fixés au sol, et les montages à bride B5 et B14 sur les unités compactes directement accouplées à l'élément de compression. Sur les entraînements par courroie, l'alignement poulie-courroie et la rigidité des pattes influencent directement la durée de vie des roulements ; c'est pourquoi le type de montage est déterminé correctement dès le départ.

Maintenance et fiabilité

Le plus grand avantage des moteurs asynchrones est leur structure simple. Comme le rotor à cage d'écureuil ne contient ni balai ni collecteur, le nombre de pièces d'usure est réduit ; la maintenance se limite en grande partie au graissage des roulements et au maintien de la propreté des ailettes de refroidissement. Sur une ligne de compresseurs, une maintenance planifiée prévient les arrêts imprévus et cette continuité est un gain critique dans les usines où une coupure d'air comprimé peut arrêter toute la production.

Le bon moteur de compresseur avec DRG Motor

DRG Motor fournit pour les applications de compresseur des moteurs asynchrones dans la plage 0,55–355 kW, adaptés au réseau 400 V / 50 Hz, à isolation de classe F et à protection IP55. Avec son réseau d'approvisionnement basé à İzmir, nous proposons ensemble les options de carter en fonte ou en aluminium, 2/4/6 pôles et montage B3/B5/B14 et fournissons ainsi une solution adaptée à tout type de compresseur, à vis ou à piston. Pour déterminer la puissance et la vitesse de moteur les plus justes selon la pression, le débit et la durée de fonctionnement de votre ligne de compresseurs, et pour obtenir une livraison rapide et un support technique, vous pouvez nous contacter.

Détermination de la puissance du moteur sur une ligne pneumatique

La puissance du moteur pour un compresseur se calculeselon la pression de fonctionnement du système et le débit d'air à assurer. Une pression élevée et un grand débit signifient un moteur plus puissant ; cependant choisir un moteur plus grand que nécessaire est également une erreur, car le facteur de puissance et le rendement d'un moteur fonctionnant à faible charge diminuent. La bonne approche consiste à choisir un moteur adapté à la puissance nominale du compresseur, en laissant une légère marge de puissance. Ainsi le moteur fonctionne près du sommet de sa courbe de rendement et une consommation d'énergie inutile est évitée.

Limiter le courant de démarrage sur un compresseur par deux méthodes

Les moteurs de compresseur de forte puissance absorbent un courant de démarrage élevé lorsqu'ils démarrent en direct. Pour limiter ce courant, on utilise un démarrage étoile-triangle ou un démarreur progressif. Dans les usines où le besoin d'air est variable, les moteurs pilotés par un variateur de fréquence réduisent les pertes à vide en ajustant la vitesse selon la demande. En utilisation avec un variateur de fréquence, les caractéristiques d'isolation et de refroidissement du moteur sont choisies en conséquence ; ainsi la pression est maintenue stable et l'énergie est consommée selon le besoin.

Adaptation du moteur selon le type de compresseur

Chaque type de compresseur demande au moteur un caractère différent et une adaptation correcte détermine à la fois le rendement et la durée de vie de l'équipement. Comme les compresseurs à vis présentent une charge régulière et continue, ils fonctionnent bien avec des moteurs à 2 pôles à vitesse élevée ; on obtient ainsi un groupe compact. Les compresseurs à piston sont quant à eux associés, en raison de la demande de couple fluctuant à chaque cycle, à des moteurs à couple de démarrage élevé, généralement à 4 pôles. Sur les compresseurs centrifuges, la vitesse élevée et de faibles vibrations sont au premier plan, ce qui accroît l'importance de la rigidité du carter et de la qualité d'équilibrage.

Un moteur mal adapté pose problème même s'il est à la bonne puissance : si un moteur à faible couple est monté sur un compresseur à piston, il est mis en difficulté au démarrage ; si un moteur plus grand que nécessaire est choisi pour un compresseur à vis, les pertes à vide augmentent. C'est pourquoi le choix se fait non seulement selon la puissance mais aussi selon la nature de la charge.

Refroidissement, vibrations et niveau sonore

La plupart des moteurs de compresseur sont du type refroidi par leur propre ventilateur (IC411) et le maintien de la propreté des ailettes de refroidissement influence directement la performance thermique. Dans les salles des machines poussiéreuses, l'encrassement des ailettes élève la température du moteur et raccourcit la durée de vie de l'isolation. Les vibrations déterminent quant à elles à la fois la durée de vie des roulements et le niveau sonore ; un rotor bien équilibré et un accouplement correctement aligné assurent un fonctionnement à la fois silencieux et durable. L'avantage d'amortissement du carter en fonte réduit nettement le bruit et les vibrations, en particulier sur les compresseurs à piston.