Moteur de compresseur à piston : pourquoi le volume du réservoir ne suffit pas

Le moteur d'un compresseur à piston ne se choisit pas d'après les litres du réservoir mais d'après la quantité d'air refoulée par le bloc (l/min) et la pression de service (bar) : le même bloc de 450 l/min demande environ 3,55 kW à l'arbre à 8 bar et 4,00 kW à 10 bar (il faut donc un moteur de 5,5 kW au lieu de 4 kW), et cette valeur ne change pas que le réservoir fasse 100 ou 500 litres. Un réservoir plus grand réduit seulement le nombre d'arrêts et de démarrages du moteur par heure. C'est pourquoi la question « quel moteur en kW pour un compresseur de 300 litres » n'a pas de réponse en soi : il faut d'abord lire le débit et la pression sur l'étiquette du bloc.

Choisir le moteur selon le volume du réservoir produit deux types d'erreurs sur le terrain : on achète un moteur surdimensionné pour une machine à gros réservoir mais petit bloc, ou l'on monte un moteur trop faible sur une machine à petit réservoir et haute pression, et le relais thermique déclenche sans cesse. Le raccordement du moteur, le réglage du relais thermique et le contrôle du sens de rotation doivent être confiés à un électricien qualifié. Vous trouverez les modèles adaptés à votre débit et à votre pression, avec les prix actuels, parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne.

3 erreurs commises en choisissant le moteur selon le réservoir

1. Supposer « gros réservoir, gros moteur » : un réservoir de 500 litres n'oblige le bloc ni à refouler plus d'air ni à monter plus haut en pression. Le réservoir est une simple réserve ; la charge du moteur dépend du bloc et de la pression.
2. Relever le pressostat sans changer le moteur : passer la pression de coupure de 8 à 10 bar augmente nettement la puissance à l'arbre sur le même bloc. Le moteur force et chauffe alors que le réservoir n'a pas changé.
3. Croire qu'un réservoir plus grand résoudra un manque d'air : si l'atelier consomme plus d'air que le bloc n'en refoule, le réservoir allonge seulement le temps de vidange ; le compresseur tourne toujours sans s'arrêter. La solution est un bloc plus grand et un moteur adapté.

Les deux valeurs qui fixent la puissance : débit et pression

L'étiquette du bloc peut indiquer deux débits : le débit aspiré (théorique, cylindrée × vitesse) et le débit d'air libre réellement refoulé. Le dimensionnement du moteur utilise le débit aspiré, car le bloc travaille à comprimer ce volume à chaque tour. Pour un bloc à piston à un étage, la puissance à l'arbre nécessaire se calcule approximativement par la relation de compression adiabatique :

P (kW) = [k/(k−1)] × p₁ × V̇ × [(p₂/p₁)^((k−1)/k) − 1] / η

Avec k = 1,4 (air), p₁ = 1,013 bar de pression absolue d'aspiration, p₂ = pression de sortie + 1,013 bar, V̇ le débit aspiré (m³/s) et η un coefficient global représentant les pertes mécaniques et thermiques du bloc. Sauf indication du fabricant, nous prenons η = 0,65 en hypothèse ; la valeur réelle dépend du bloc. Le tableau ci-dessous est calculé avec cette hypothèse, et le moteur retenu est la première puissance normalisée au moins égale à 1,1 fois la valeur calculée :

Les lignes à 450 l/min résument l'essentiel : même bloc, même réservoir, et lorsque seule la pression passe de 8 à 10 bar, la puissance calculée passe de 3,55 kW à 4,00 kW ; il faut alors un moteur de 5,5 kW au lieu de 4 kW. La formule sert de contrôle pour un bloc dont l'étiquette est illisible ; la valeur qui fait foi est la puissance indiquée par le fabricant du bloc.

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À quoi sert le réservoir ? Calcul du nombre de démarrages

Le réservoir garde une réserve d'air entre les seuils bas et haut du pressostat, pour que le moteur ne démarre pas à chaque prélèvement d'air. Le moteur démarre quand la pression tombe au seuil bas et s'arrête au seuil haut. Le cycle marche-arrêt le plus court se produit lorsque la consommation vaut la moitié du débit du bloc ; il se calcule ainsi :

T_min (min) = 4 × V_réservoir (l) × Δp (bar) / [p₀ (bar) × q (l/min)]

q est l'air refoulé par le bloc, Δp l'écart du pressostat et p₀ = 1,013 bar la pression atmosphérique. Pour un bloc de 450 l/min et un écart de 2 bar :

Le tableau montre clairement que le réservoir modifie la fréquence des démarrages, pas la puissance du moteur. Avec un réservoir de 100 litres, le moteur peut démarrer plus de 30 fois par heure dans le pire des cas ; à chaque démarrage il absorbe plusieurs fois son courant nominal et le bobinage s'échauffe. Le DRG-112M-4 de 4 kW absorbe en démarrage direct 7,8 fois son courant nominal. Les démarrages trop fréquents se corrigent non pas avec un moteur plus gros, mais avec un réservoir plus grand ou un écart de pressostat plus large.

Taux de charge : combien de temps le compresseur travaille-t-il ?

Le taux de charge est la consommation moyenne d'air de l'atelier divisée par l'air refoulé par le bloc. Par exemple, si l'atelier consomme en moyenne 300 l/min et que le bloc refoule 450 l/min, le taux est d'environ 0,67 ; le compresseur passe environ 6,7 minutes sur 10 en charge. Plus le taux approche de 1, moins le compresseur s'arrête : les démarrages diminuent mais la chaleur s'accumule ; si le taux est très faible, le moteur démarre souvent à intervalles courts.

• Taux proche de 1 : le bloc est trop petit. Un moteur plus gros n'ajoute pas d'air ; il faut un bloc plus grand avec un moteur adapté, ou un second compresseur.
• Taux moyen : moteur et bloc sont équilibrés ; le réservoir doit être assez grand pour garder un nombre de démarrages raisonnable.
• Taux très faible : le bloc est surdimensionné ; un réservoir plus grand ou un écart de pressostat plus large réduit les démarrages.

Faire fonctionner le moteur à sa puissance de plaque, avec un refroidissement par ventilateur non obstrué, permet de maîtriser la température du bobinage quand le taux est élevé. Si le compresseur est dans un caisson fermé, laissez au moins une largeur de main devant le capot de ventilateur.

Liste de contrôle avant d'acheter un moteur neuf

• Relevez le débit aspiré (l/min) et la pression maximale (bar) sur l'étiquette du bloc ; l'étiquette du réservoir ne suffit pas pour choisir le moteur.
• Vérifiez au manomètre la pression de coupure réelle du pressostat ; si elle a été relevée par rapport au réglage d'usine, calculez avec cette pression.
• Notez la puissance et la vitesse de la plaque de l'ancien moteur ; si la vitesse change, la vitesse et le débit du bloc changent aussi.
• Sur un compresseur à courroie, ne modifiez pas le rapport de poulies ; un bloc plus rapide refoule plus et demande plus de puissance.
• Si l'armoire utilise un démarrage étoile-triangle, choisissez un moteur avec une plaque 400/690 V (à partir de 4 kW dans la gamme DRG).
• Réglez le relais thermique sur le courant nominal de la plaque du nouveau moteur ; l'outil de sélection relais thermique, fusible et contacteur vous y aide.
• Contrôlez que la valve de décompression vide la conduite de refoulement après l'arrêt ; démarrer contre une conduite sous pression fatigue le moteur.

Quel moteur DRG pour un compresseur à piston ?

La grande majorité des compresseurs à piston fonctionnent avec un moteur 4 pôles entraîné par courroie. Le modèle le plus courant sur les compresseurs d'atelier de la classe 450 l/min – 8 bar :

• Modèle: DRG-112M-4
• Puissance: 4 kW
• Vitesse nominale: 1450 tr/min
• Carcasse: 112M · fonte
• Tension: 400/690 V (Δ/Y)
• Courant 400 V: 7,95 A
• cos φ: 0,82
• Couple nominal: 26,3 Nm
• Couple de démarrage: 2,2 × Tn
• Courant de démarrage: 7,8 × In
• Arbre D × E: 28 × 60 mm
• Roulement: 6206-ZZ-C3

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques ; les moteurs DRG MOTOR sont garantis 2 ans à compter de la date de livraison contre les défauts de matériau et de fabrication (certificat de garantie). Si votre ancien moteur a grillé, trouvez-en la cause avec les étapes de notre article pourquoi le moteur d'un compresseur grille avant de monter le nouveau ; nous ne reprenons pas ici son calcul de poulie et de vitesse.

Moteurs dans cette gamme de puissance

• DRG-100L1-4 – 2,2 kW – 1450 tr/min – 100L fonte
• DRG-112M-4 – 4 kW – 1450 tr/min – 112M fonte
• DRG-132S-4 – 5,5 kW – 1460 tr/min – 132S fonte
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 tr/min – 132M fonte
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1465 tr/min – 160M fonte

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Questions fréquentes

Quelle puissance de moteur pour un compresseur de 300 litres ?

La puissance ne découle pas du volume du réservoir. Regardez le débit aspiré et la pression de service sur l'étiquette du bloc : par exemple un bloc de 450 l/min – 8 bar demande environ 3,55 kW à l'arbre et fonctionne avec un moteur de 4 kW, que le réservoir fasse 300 ou 100 litres.

Un réservoir plus grand fait-il forcer le moteur ?

Non. Un réservoir plus grand allonge seulement le premier remplissage et réduit le nombre de démarrages. La charge du moteur dépend du débit du bloc et de la pression de coupure.

Si je passe de 8 à 10 bar, le moteur suffit-il encore ?

La puissance à l'arbre augmente sur le même bloc. Dans l'exemple à 450 l/min, elle passe de 3,55 kW à 4,00 kW et un moteur de 4 kW arrive à sa limite. Ne dépassez pas non plus la pression admise par le fabricant du bloc.

Combien d'ampères consomme un moteur de compresseur de 4 kW ?

Le DRG-112M-4 à 4 pôles absorbe 7,95 A sous 400 V et 8,37 A sous 380 V ; en démarrage direct, le courant monte à 7,8 fois le courant nominal.

Envoyez-nous une photo des plaques du bloc et du moteur, nous choisirons ensemble le bon modèle DRG selon votre débit et votre pression : Téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact. Pour tous les modèles et les prix actuels : Acheter un moteur électrique en ligne.