Choisir le moteur électrique d'un broyeur de câbles et granulateur de cuivre

Un broyeur de câbles ne fonctionne pas avec un seul moteur mais avec un groupe de moteurs choisis pour trois tâches différentes : sur le pré-broyeur qui coupe le câble en morceaux grossiers, un moteur 4 pôles avec réducteur qui fournit un couple élevé à basse vitesse ; sur le granulateur à couteaux qui arrache le cuivre de la gaine plastique, un moteur 4 pôles entraîné par courroie (1465–1470 tr/min entre 11 et 22 kW dans le catalogue DRG) ; et sur la table densimétrique, le séparateur et le ventilateur d'aspiration qui séparent le granulé de cuivre du plastique, de petits moteurs de 1,5 à 5,5 kW. Sur les lignes petites et moyennes, le moteur du granulateur se situe généralement entre 11 et 22 kW et celui du pré-broyeur entre 11 et 30 kW ; la valeur exacte figure sur la plaque de la machine et dans les données de son constructeur. Les plages ci-dessous sont prudentes et chaque calcul est présenté avec ses hypothèses.

Le rotor du granulateur est lourd et équipé de couteaux ; avec un mode de démarrage ou un réglage thermique inadapté, le moteur disjoncte au démarrage ou le bobinage chauffe. Le raccordement, l'armoire étoile-triangle et le réglage des protections doivent être confiés à un électricien qualifié, et la machine doit être consignée lors de chaque changement de couteaux ou de grille.

Vous pouvez choisir la carcasse et la puissance adaptées à chaque poste de votre ligne parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne ; les tableaux ci-dessous indiquent quel modèle va où.

Les moteurs d'une ligne de recyclage de câbles : pré-broyeur, granulateur, séparation

Une ligne de granulation du cuivre ramène d'abord le câble à une taille grossière, puis découpe et affine le cuivre en le séparant du plastique, et sépare enfin les deux matières par différence de densité. Chaque étape a un profil de charge différent, donc chaque moteur se choisit différemment : le pré-broyeur demande du couple, le granulateur demande une bonne gestion de l'accélération et de l'inertie, et les équipements de séparation demandent de petits moteurs bien protégés contre la poussière.

Les plages de puissance sont indicatives pour chaque classe de machine. Le câble fin (téléphone, données, faisceaux automobiles) passe facilement entre les couteaux ; le câble d'énergie de forte section et le câble armé acier chargent beaucoup plus le pré-broyeur et le granulateur. Deux machines annonçant le même débit peuvent donc avoir des puissances moteur différentes. Si la plaque de l'ancien moteur est encore lisible, relevez-y la puissance, le nombre de pôles et la taille d'arbre.

Pré-broyeur : calcul du couple à basse vitesse

Le pré-broyeur (à un ou deux arbres) réduit le câble à une taille acceptable pour le granulateur. Son arbre tourne à quelques dizaines de tr/min, avec un réducteur à rapport élevé entre le moteur et l'arbre. Il faut donc d'abord connaître le couple à l'arbre ; la puissance en découle : P = T·n / 9550.

• Hypothèse : couple à l'arbre donné par le constructeur 5,5 kN·m, vitesse de l'arbre 25 tr/min.
• Puissance à l'arbre : P = 5500 × 25 / 9550 ≈ 14,4 kW.
• Coefficient de 0,9 pour les pertes du réducteur (hypothèse) : 14,4 / 0,9 ≈ 16,0 kW → palier standard supérieur 18,5 kW.
• Choix : DRG-180M-4 (18,5 kW, 1470 tr/min, couple nominal 120,2 Nm). Rapport de réduction i = 1470 / 25 ≈ 58,8.
• Vérification : couple nominal ramené à l'arbre ≈ 120,2 × 58,8 × 0,9 ≈ 6,4 kN·m, supérieur aux 5,5 kN·m requis.

Vous pouvez vérifier le rapport et le couple de sortie avec vos propres valeurs dans le calculateur de sortie de réducteur. Le câble épais se coince entre les couteaux ; la plupart des pré-broyeurs surveillent donc le courant et se dégagent par une courte marche arrière. Inverser le sens sans attendre l'arrêt du moteur provoque à chaque fois un pic de courant encore plus élevé que le courant de démarrage : laissez une courte temporisation avant l'inversion.

Granulateur : vitesse du rotor, poulies et inertie au démarrage

Dans le granulateur, le cuivre est séparé de la gaine par la coupe entre les couteaux rotatifs et les contre-couteaux fixes. La vitesse de coupe est la vitesse périphérique du rotor : v = π·D·n / 60.

• Hypothèse : diamètre du rotor 400 mm, vitesse du rotor 500 tr/min.
• Vitesse en bout de couteau : v = π × 0,4 × 500 / 60 ≈ 10,5 m/s.
• Avec le moteur DRG-160L-4 (15 kW, 1465 tr/min), le rapport de poulies vaut 1465 / 500 ≈ 2,93 ; avec une poulie moteur de 160 mm, la poulie du rotor fait ≈ 469 mm (glissement de courroie négligé).

Le calculateur poulie-courroie donne les diamètres de poulies et la longueur de courroie. Le rotor et la grande poulie se comportent ensemble comme un volant : ils amortissent les chocs de coupe mais allongent l'accélération au démarrage. Le granulateur doit donc toujours démarrer chambre vide, et le tapis d'alimentation ne doit démarrer qu'une fois le rotor à pleine vitesse.

Démarrage direct ou étoile-triangle ?

Le DRG-160L-4 absorbe 27,3 A sous 400 V, avec un rapport de courant de démarrage Is/In de 7,8. En démarrage direct, le courant de démarrage vaut ≈ 27,3 × 7,8 ≈ 213 A. En étoile-triangle, le courant de démarrage pris au réseau tombe à environ un tiers, ≈ 71 A, mais le couple de démarrage baisse aussi d'un tiers : un moteur à Ts/Tn 2,2 fournit ≈ 0,73 × Tn en étoile. Cela suffit pour un rotor vide, souvent pas pour un rotor encore chargé. Sa tension étant 400/690 V (Δ/Y), le moteur se couple en triangle sur un réseau 400 V et convient au démarrage étoile-triangle. Utilisez l'outil Méthodes de démarrage moteur (étoile-triangle) pour le temps de commutation et le calcul du courant.

• Puissance: 15 kW
• Vitesse nominale: 1465 tr/min
• Courant 400 V / 380 V: 27,3 A / 28,8 A
• cos φ: 0,86
• Couple nominal: 97,8 Nm
• Ts/Tn · Tmax/Tn: 2,2 · 2,3
• Is/In: 7,8
• Arbre D×E: 42×110 mm
• Tension: 400/690 V (Δ/Y)
• Carcasse: Fonte, IEC 160L

Modèles DRG par poste

Les cinq premiers modèles du tableau sont destinés au pré-broyeur et au granulateur, les quatre derniers au ventilateur d'aspiration, à l'alimentation et à la séparation. Pour ces tâches lourdes et poussiéreuses, une carcasse en fonte est préférable. Le choix du moteur d'un granulateur plastique est un sujet voisin ; nous en détaillons les différences dans l'article Quel moteur électrique pour un broyeur ou granulateur plastique ?

Fines de cuivre, poussière de plastique et IP55

Le recyclage de câbles produit deux types de poussière : la poussière de gaine plastique et les fines particules de cuivre. Les fines de cuivre sont conductrices ; si elles pénètrent dans la boîte à bornes, elles créent un risque de courant de fuite et d'amorçage entre phases. Utilisez des moteurs IP55, contrôlez le joint de la boîte à bornes et le presse-étoupe à chaque changement de moteur, et obturez les entrées de câble inutilisées. Le détail des boîtes à bornes et entrées de câble est présenté dans l'article Boîte à bornes moteur : protection IP et entrée de câble.

Le ventilateur du moteur souffle l'air le long des ailettes de la carcasse ; si les ailettes s'encrassent, le refroidissement diminue et le bobinage chauffe. Installez le moteur loin de la sortie sous grille du granulateur et des bouches d'aspiration ouvertes, et intégrez le capot de ventilateur au nettoyage hebdomadaire. Sur les tables densimétriques et cribles vibrants, le desserrage des boulons de pattes est une panne fréquente : ajoutez un contrôle de serrage au plan de maintenance.

Section de câble et protection : exemple d'un granulateur de 15 kW

Exemple : un moteur DRG-160L-4 à 40 m de l'armoire. Il absorbe 27,3 A sous 400 V et 28,8 A sous 380 V ; son cos φ vaut 0,86. Avec un coefficient de dimensionnement de 1,25, le câble doit supporter au moins 27,3 × 1,25 ≈ 34,1 A.

Chute de tension en 6 mm² : ΔU = √3 × 27,3 × 0,04 × 3,08 × 0,86 ≈ 5,0 V, soit environ 1,25 % de 400 V, sous la limite de 3 % admise pour l'alimentation. Les courants admissibles du tableau sont des valeurs d'exemple pour cuivre, isolant PVC et environ 30 °C ; le mode de pose et le regroupement les réduisent. Pour votre propre distance, utilisez le calculateur de section de câble moteur. Réglez le relais thermique sur le courant nominal de la plaque ; l'augmenter parce qu'« il déclenche au démarrage » masque le vrai problème (démarrage en charge, couteaux émoussés, courroie détendue).

Liste de contrôle avant de choisir le moteur

• Plaque de l'ancien moteur : kW, vitesse nominale, tension (230/400 V ou 400/690 V), courant.
• Diamètre et longueur d'arbre (D×E), largeur de clavette ; la poulie doit porter sur toute la longueur.
• Forme de montage : à pattes (B3) ou à bride ; entraxe des trous de pattes et hauteur d'axe H.
• Démarrage : direct, étoile-triangle ou démarreur progressif ; le bobinage convient-il à ce mode ?
• Le granulateur démarre-t-il chambre vide ; l'alimentation démarre-t-elle avant que le rotor soit à vitesse ?
• La logique d'inversion et sa temporisation sont-elles réglées sur le pré-broyeur ?
• Position de la boîte à bornes (droite/gauche/dessus) et entrée de câble ; joint de presse-étoupe, bouchon.
• Alignement, tension et carter de courroie ; serrage des glissières moteur.
• Le relais thermique est-il réglé sur le courant nominal ; la section a-t-elle été vérifiée pour la distance ?

Moteurs de cette gamme de puissance

• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – Fonte 160L
• DRG-180M-4 – 18,5 kW – 1470 tr/min – Fonte 180M
• DRG-180L-4 – 22 kW – 1470 tr/min – Fonte 180L
• DRG-112M-2 – 4 kW – 2905 tr/min – Fonte 112M
• DRG-100L1-4 – 2,2 kW – 1450 tr/min – Fonte 100L

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Questions fréquentes

Quelle puissance faut-il pour un broyeur de câbles ?

Il n'y a pas de valeur unique ; la ligne se divise en postes. Sur les lignes petites et moyennes, le moteur du granulateur fait généralement 11–22 kW, celui du pré-broyeur 11–30 kW, et les moteurs de séparation et de ventilation 1,5–5,5 kW. La valeur exacte figure sur la plaque de la machine et dans les données du constructeur ; pour le pré-broyeur, on peut calculer à partir du couple à l'arbre avec P = T·n/9550.

Quelle vitesse pour le moteur d'un granulateur ?

Les granulateurs utilisent généralement des moteurs 4 pôles ; dans le catalogue DRG, la vitesse nominale entre 11 et 22 kW est de 1465–1470 tr/min. La vitesse du rotor se règle par le rapport de poulies ; pour un rotor à 500 tr/min, par exemple, le rapport vaut ≈ 2,93.

Combien d'ampères consomme le moteur d'un granulateur de 15 kW ?

Le DRG-160L-4 absorbe 27,3 A sous 400 V et 28,8 A sous 380 V. En démarrage direct, le courant de démarrage monte à environ 213 A ; en étoile-triangle, le courant pris au réseau au démarrage descend à environ 71 A.

Le démarrage étoile-triangle suffit-il pour un broyeur de câbles ?

Si le granulateur démarre chambre vide, c'est généralement suffisant : en étoile, le moteur fournit environ 0,73 fois le couple nominal (pour Ts/Tn 2,2). S'il reste de la matière dans le rotor, il ne peut pas accélérer en étoile ; videz d'abord le rotor ou utilisez un démarreur progressif ou un variateur de fréquence.

Envoyez-nous la plaque signalétique de votre machine ou les données de son constructeur et nous déterminerons ensemble la bonne carcasse : téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact. DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques ; tous les modèles sont présentés sur la page Acheter un moteur électrique en ligne.