Choisir le moteur électrique d'une déchiqueteuse à bois et d'un broyeur à copeaux

Le moteur d'une déchiqueteuse à bois ou d'un broyeur à copeaux se choisit dans deux groupes selon la machine : sur une déchiqueteuse à disque ou à tambour qui transforme le bois en plaquettes, un moteur 4 pôles qui entraîne le disque lourd par courroies — vitesse nominale 1465–1475 tr/min entre 15 et 30 kW dans le catalogue DRG — et sur un broyeur à marteaux qui affine copeaux et plaquettes à travers une grille, un moteur 2 pôles qui entraîne directement le rotor (2940–2955 tr/min à 18,5–22 kW). Sur les machines petites et moyennes, le moteur d'une déchiqueteuse à disque fait généralement 15–30 kW et celui d'un broyeur à marteaux 11–30 kW ; la valeur exacte figure sur la plaque de la machine et dans les données du constructeur. Ce qui sollicite vraiment le moteur sur ces machines, ce n'est pas la coupe mais l'accélération du disque ou du rotor lourd au démarrage ; les calculs ci-dessous le montrent avec leurs hypothèses.

Le disque et le rotor continuent de tourner longtemps après la coupure ; le capot ne doit être ouvert qu'après l'arrêt complet, et la machine doit être consignée lors du changement des couteaux. Le raccordement, l'armoire de démarrage et le réglage du relais thermique doivent être confiés à un électricien qualifié.

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

Déchiqueteuses et broyeurs à copeaux : quel moteur pour quelle machine ?

Cet article traite de deux familles de machines. La première regroupe les déchiqueteuses qui transforment grumes, branches et chutes de scierie en plaquettes : sur le modèle à disque, les couteaux sont montés sur la face d'un disque lourd ; sur le modèle à tambour, autour d'un tambour. La seconde regroupe les broyeurs qui réduisent plaquettes et copeaux à une taille plus fine pour les panneaux, les granulés ou le combustible : le broyeur à marteaux frappe la matière sur une grille avec des marteaux oscillants, le broyeur à couteaux l'affine par coupe.

Les plages de puissance sont indicatives pour chaque classe de machine ; l'essence, l'humidité et le plus gros diamètre admis modifient le moteur même au sein d'une même classe. Les moteurs de raboteuses, scies et aspiration d'un atelier de menuiserie sont un autre sujet, traité dans l'article Choix du moteur électrique pour les machines à bois.

Inertie du volant et temps de démarrage d'une déchiqueteuse à disque

Le disque d'une déchiqueteuse est lourd à dessein : l'énergie qu'il stocke en tournant empêche le moteur de ralentir quand il coupe une grosse branche. Cette même masse s'oppose au moteur au démarrage. Pour estimer le temps de démarrage, il faut ramener l'inertie du disque à l'arbre moteur.

• Hypothèse : masse du disque 300 kg, diamètre 1000 mm (rayon 0,5 m), assimilé à un disque plein : J = ½·m·r² = 0,5 × 300 × 0,5² = 37,5 kg·m².
• Vitesse du disque 750 tr/min, moteur DRG-180L-4 (22 kW, 1470 tr/min). Rapport de poulies i = 1470 / 750 ≈ 1,96 ; avec une poulie moteur de 200 mm, la poulie du disque fait ≈ 392 mm.
• Inertie ramenée à l'arbre moteur : J / i² = 37,5 / 1,96² ≈ 9,76 kg·m² (rotor moteur et poulies négligés ; la valeur réelle est un peu plus élevée).
• Vitesse angulaire de l'arbre moteur : ω = 2π × 1470 / 60 ≈ 153,9 rad/s.

Le temps de démarrage se calcule par t = J·ω / T, où T est le couple moyen d'accélération pendant le démarrage. Le DRG-180L-4 a un couple nominal de 142,9 Nm, un Ts/Tn de 2,0 et un Tmax/Tn de 2,3. Hypothèses prudentes pour le couple moyen d'accélération :

Disque à vide, un démarrage direct dure environ 7 secondes ; en étoile, le couple moyen chute tellement que le temps est environ triplé, et si le passage en triangle intervient avant que le moteur soit proche de sa pleine vitesse, le pic de courant est important. Vérifiez les courants étoile-triangle avec vos propres valeurs dans l'outil Méthodes de démarrage moteur (étoile-triangle).

Pourquoi l'énergie de démarrage échauffe-t-elle le bobinage ?

À pleine vitesse (ω ≈ 78,54 rad/s), le disque porte une énergie cinétique E = ½·J·ω² = 0,5 × 37,5 × 78,54² ≈ 115,7 kJ. Pour un moteur asynchrone démarré en direct à vide, l'énergie transformée en chaleur dans le rotor pendant le démarrage est à peu près égale à cette énergie cinétique transmise à la charge. Chaque démarrage échauffe le moteur ; des démarrages rapprochés chauffent le bobinage avant qu'il ait pu refroidir. Sur une machine à disque lourd, limitez donc le nombre de démarrages par heure, envisagez de laisser tourner la machine à vide pendant les courtes pauses plutôt que de l'arrêter et la relancer, et utilisez un relais thermique de classe adaptée aux démarrages longs.

• Puissance: 22 kW
• Vitesse nominale: 1470 tr/min
• Courant 400 V / 380 V: 39,7 A / 41,8 A
• cos φ: 0,86
• Couple nominal: 142,9 Nm
• Ts/Tn · Tmax/Tn: 2,0 · 2,3
• Is/In: 7,8
• Arbre D×E: 48×110 mm
• Tension: 400/690 V (Δ/Y)
• Carcasse: Fonte, IEC 180L

Entraînement par courroie : poulies, alignement et glissement

La plupart des déchiqueteuses sont entraînées par courroie. La courroie fixe la vitesse et, en glissant légèrement lors d'un bourrage, protège le moteur et les roulements des chocs. Une courroie qui glisse en permanence chauffe, s'use et fait baisser la vitesse du disque ; la qualité de coupe se dégrade. Une courroie qui siffle au démarrage indique soit une tension insuffisante, soit un nombre de courroies trop faible pour l'inertie du disque.

Lors du remplacement du moteur, faites porter la poulie sur toute la longueur du nouvel arbre ; si le diamètre et la longueur d'arbre (D×E) diffèrent de l'ancien moteur, le moyeu de poulie doit changer. Le DRG-180L-4 de l'exemple a un arbre de 48×110 mm. Utilisez le calculateur poulie-courroie pour les diamètres de poulies et la longueur de courroie. Alignez la glissière moteur pour que les deux poulies soient dans le même plan ; un défaut d'alignement use le flanc de la courroie et charge latéralement le roulement moteur.

Broyeur à marteaux pour copeaux : 2 pôles et accouplement direct

Dans un broyeur à marteaux, c'est la vitesse en bout de marteau qui affine les copeaux ; le rotor est donc généralement accouplé directement à un moteur 2 pôles. Exemple : avec un rotor de 600 mm et un moteur DRG-180M-2 (22 kW, 2955 tr/min), la vitesse en bout de marteau vaut v = π × 0,6 × 2955 / 60 ≈ 92,8 m/s. Pour un produit plus grossier, on réduit la vitesse avec un moteur 4 pôles ou un rotor plus petit ; pour un produit plus fin, on réduit le diamètre des trous de grille, ce qui augmente la charge moteur à débit égal.

En accouplement direct, les axes du moteur et du rotor doivent être alignés avec précision et le rotor équilibré ; un marteau cassé ou manquant crée un balourd, et la vibration se répercute d'abord sur le roulement moteur. Le cadre général du choix de moteur pour les broyeurs est présenté dans l'article Choix du moteur électrique dans les moulins et installations de broyage.

Poussière de bois, risque d'incendie et d'explosion

La poussière fine de bois est combustible et peut former une atmosphère explosive lorsqu'elle est en suspension dans l'air à certaines concentrations. La sortie du broyeur, le cyclone et la zone du filtre sont les plus critiques. Si votre site dispose d'un classement de zones à atmosphère explosive (ATEX), chaque équipement placé dans une zone doit porter le marquage correspondant à cette zone ; installez les moteurs triphasés standard hors de ces zones et faites réaliser le classement par un spécialiste qualifié.

Hors zone, le moteur doit malgré tout être protégé de la poussière : utilisez des moteurs IP55, nettoyez régulièrement les copeaux accumulés sur les ailettes et le capot de ventilateur (une couche de poussière réduit le refroidissement et présente un risque d'inflammation sur une surface chaude), et contrôlez le joint de la boîte à bornes et le presse-étoupe. Le choix des moteurs côté aspiration est traité dans l'article Fourniture de moteur pour machine à bois.

Modèles DRG pour déchiqueteuses et broyeurs

Les quatre premiers modèles conviennent aux déchiqueteuses entraînées par courroie et aux broyeurs à couteaux, les deux derniers aux broyeurs à marteaux en accouplement direct. Tous ont une carcasse en fonte et un bobinage 400/690 V (Δ/Y) ; sur un réseau 400 V, ils se couplent en triangle et conviennent au démarrage étoile-triangle. Pour les valeurs de relais et de fusibles, utilisez l'outil Sélection relais thermique, fusible et contacteur.

Liste de contrôle avant de choisir le moteur

• Masse et diamètre du disque/rotor, ou inertie fournie par le constructeur ; vitesse du disque.
• Rapport de poulies, nombre et type de courroies ; la courroie glisse-t-elle au démarrage ?
• Démarrage : direct, étoile-triangle ou démarreur progressif ; le temps de démarrage en étoile a-t-il été calculé ?
• La classe du relais thermique convient-elle à un démarrage long ; le nombre de démarrages par heure est-il limité ?
• Arbre D×E et clavette ; le moyeu de poulie ou d'accouplement convient-il au nouvel arbre ?
• En accouplement direct : alignement des axes et équilibrage du rotor ; contrôle des marteaux manquants ou cassés.
• Position du moteur : loin de la sortie des copeaux, du cyclone et de toute zone poussiéreuse classée ?
• Verrouillage et temporisation empêchant l'ouverture du capot avant l'arrêt du disque.

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-200L-4 – 30 kW – 1475 tr/min – Fonte 200L
• DRG-180M-2 – 22 kW – 2955 tr/min – Fonte 180M

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Questions fréquentes

Quelle puissance de moteur pour une déchiqueteuse à bois ?

Cela dépend du type de machine. Sur les machines petites et moyennes, une déchiqueteuse à disque fait généralement 15–30 kW, une déchiqueteuse à tambour 22–55 kW et un broyeur à marteaux pour copeaux 11–30 kW. La valeur exacte figure sur la plaque de la machine et dans les données du constructeur.

Pourquoi le moteur d'une déchiqueteuse met-il longtemps à démarrer ?

Le disque lourd se traduit par une forte inertie ramenée à l'arbre moteur. Dans l'exemple, pour un disque de 300 kg, le démarrage dure environ 7 secondes en direct et environ 21 secondes en étoile. Une courroie détendue, une phase étoile trop longue et un démarrage chambre pleine l'allongent encore.

Broyeur à copeaux : moteur 2 pôles ou 4 pôles ?

Les broyeurs à marteaux utilisent généralement un moteur 2 pôles en accouplement direct pour la vitesse en bout de marteau ; dans le catalogue DRG, la vitesse nominale à 18,5–22 kW est de 2940–2955 tr/min. Les déchiqueteuses à courroie et les broyeurs à couteaux utilisent couramment 4 pôles (1465–1475 tr/min).

Combien d'ampères consomme un moteur de déchiqueteuse de 22 kW ?

Le DRG-180L-4 (4 pôles) absorbe 39,7 A sous 400 V et 41,8 A sous 380 V ; le DRG-180M-2 (2 pôles) absorbe 38,5 A sous 400 V et 40,5 A sous 380 V. En démarrage direct, le courant de démarrage du modèle 4 pôles est d'environ 310 A.

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.