Choisir le moteur d'un élévateur à godets : débit, hauteur et démarrage en charge

Le moteur d'un élévateur à godets se dimensionne à partir du produit du débit (t/h) par la hauteur d'élévation (m) : la puissance de levage vaut P = Q·H/367 kW, à laquelle on ajoute une marge de puisage et de frottement ainsi que la perte du réducteur. Par exemple, un élévateur qui monte 30 tonnes de grain par heure sur 20 m demande 1,63 kW de levage et environ 2,36 kW à l'arbre moteur avec les marges ; on retient un moteur 4 pôles de 3 kW (DRG-100L2-4, 1450 tr/min, 6,02 A sous 400 V). Ce calcul est indicatif ; la puissance exacte figure sur la plaque de l'élévateur et dans les données de son constructeur.

Le moment le plus dur pour le moteur n'est pas la marche mais le démarrage : quand la ligne s'arrête chargée, les godets de la branche montante restent pleins, et dans la première seconde le moteur doit porter toute la charge et l'accélérer en même temps. C'est pourquoi le couple de démarrage (Ts/Tn), le mode de démarrage et l'antidévireur comptent autant que la puissance. Le raccordement et le contrôle du sens de rotation doivent être confiés à un électricien qualifié ; avant toute intervention, l'élévateur doit être consigné, car les branches chargées peuvent faire tourner l'entraînement à l'envers.

Une fois le calcul fait, comparez les puissances et les carcasses parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne ; les tableaux ci-dessous indiquent quel modèle convient à quel élévateur.

Comment calculer la puissance du moteur d'un élévateur à godets ?

Le nombre 367 vient de la conversion d'unités : élever 1 t/h sur 1 m demande 1000 kg × 9,81 m/s² × 1 m / 3600 s = 2,725 W, soit environ 1/367 kW. C'est la puissance nette de levage. Un élévateur réel y ajoute deux choses : la puissance dépensée par les godets pour puiser la matière dans le pied, et les frottements de la sangle/chaîne, des paliers de tambour et des godets. Dans les exemples ci-dessous, les deux sont réunis dans un facteur ×1,3 et la perte du réducteur dans un diviseur de 0,9 (hypothèses) : P_moteur ≈ Q·H/367 × 1,3 / 0,9.

La dernière ligne montre pourquoi il faut lire le résultat sans l'arrondir : pour 80 t/h × 35 m, la puissance avec marges est de 11,02 kW et dépasse légèrement la puissance assignée d'un moteur de 11 kW. Si l'élévateur s'arrête souvent et redémarre chargé, la taille au-dessus (15 kW) est plus sûre. La marge de puisage dépend de la matière : une matière collante, humide ou grossière demande plus qu'un grain sec et coulant. Prenez le facteur chez le constructeur de l'élévateur ; à défaut, partez de la plaque de l'ancien moteur.

Démarrage en charge : Ts/Tn et mode de démarrage

Quand un élévateur s'arrête en charge (coupure, arrêt d'urgence, bourrage), tous les godets de la branche montante sont pleins. Au redémarrage, le moteur doit fournir le couple qui retient cette charge plus un couple supplémentaire pour accélérer la ligne. Sur les moteurs DRG 4 pôles, le couple de démarrage vaut 2 à 2,3 fois le couple nominal :

Exemple : un élévateur de 60 t/h × 30 m demande 7,08 kW avec marges ; sur l'arbre du DRG-132M-4 (7,5 kW, 1460 tr/min), cela représente 9550 × 7,08 / 1460 ≈ 46,3 Nm. En démarrage direct le moteur fournit ≈ 98,2 Nm : le démarrage en charge est aisé. En étoile-triangle, le couple du palier étoile tombe à environ un tiers (≈ 32,7 Nm) et ne couvre pas les 46,3 Nm de la charge : l'élévateur chargé ne démarre pas en étoile, le moteur ronfle et le relais thermique déclenche. Les élévateurs qui redémarrent chargés utilisent donc le démarrage direct, un variateur qui ne limite pas le couple de démarrage, ou une séquence d'arrêt qui vide d'abord la ligne. Comparez les solutions sur la page méthodes de démarrage moteur et étoile-triangle.

Vérifiez aussi le couplage : dans notre catalogue, les moteurs de 3 kW et moins sont bobinés 230/400 V (Δ/Y) et se couplent en étoile (Y) sur un réseau 400 V ; ils ne peuvent pas démarrer en étoile-triangle. À partir de 4 kW, ils sont bobinés 400/690 V (Δ/Y), fonctionnent en triangle (Δ) sous 400 V et conviennent à l'étoile-triangle.

Antidévireur : quand la branche chargée fait tourner l'entraînement à l'envers

Dans un élévateur vertical, la branche montante est chargée alors que la branche descendante est vide ; dès l'arrêt du moteur, cette différence de poids tire la sangle en arrière. La parade est un antidévireur (roue libre) sur le réducteur ou l'arbre de tête : l'arbre ne peut tourner que dans le sens de travail. Cette pièce n'appartient pas au moteur, mais un changement de moteur la concerne directement :

• Le sens de rotation du nouveau moteur se contrôle à vide, accouplement ou courroie désaccouplés. Démarrer en sens inverse avec l'antidévireur en place inflige un choc à l'antidévireur et au réducteur.
• Si l'ordre des phases change (nouvelle armoire, nouveau câble), recontrôlez le sens ; inverser deux phases inverse le moteur.
• L'antidévireur ne remplace pas un frein moteur, mais sur un élévateur il rend souvent le frein inutile ; sans besoin de positionnement, un moteur frein n'est pas nécessaire.

Notre article sur le choix du moteur électrique pour les grues et les systèmes de levage détaille l'effet d'une charge suspendue sur le moteur ; sur un élévateur, la charge repose en permanence sur une branche déséquilibrée, et l'antidévireur est la solution la plus simple.

Vitesse de sortie du réducteur et vitesse périphérique du tambour de tête

La vitesse des godets vaut v = π·D·n/60 (D diamètre du tambour en m, n vitesse du tambour en tr/min). Sur les élévateurs à grain à déversement centrifuge, les godets doivent tourner assez vite en tête pour projeter la matière dans la goulotte ; trop lents, la matière retombe dans la branche descendante avant la goulotte, trop rapides, elle la dépasse et les godets renvoient une partie de la charge. La bonne vitesse dépend du diamètre du tambour et de la matière, c'est une valeur du constructeur ; les vitesses ci-dessous sont des hypothèses d'exemple :

Par exemple, un tambour de 500 mm à 2,5 m/s doit tourner à 95,5 tr/min ; avec un moteur de 1460 tr/min, le rapport global est d'environ 15,3. Le couple de sortie du réducteur se choisit à cette vitesse : si l'exemple 60 t/h × 30 m demande 6,38 kW à l'arbre du tambour, le couple vaut 9550 × 6,38 / 95,5 ≈ 638 Nm ; le couple de sortie et le facteur de service du réducteur doivent être supérieurs. Vérifiez rapport et couple avec le calculateur de vitesse et couple de sortie du réducteur. Augmenter la vitesse d'un élévateur par variateur déplace le point de déversement ; ne la modifiez qu'avec l'accord du constructeur.

Carcasse, arbre et bride : montage sur la plateforme de tête

Le moteur se trouve en tête d'élévateur, souvent en extérieur et dans la poussière de grain. Une carcasse en fonte résiste aux vibrations et aux chocs ; les fiches produits de notre boutique indiquent une protection IP55. La poussière accumulée bouche les ailettes et échauffe le moteur : un nettoyage régulier est nécessaire. La poussière de grain présente un risque d'explosion ; si la zone fait l'objet d'un classement en atmosphère explosive, c'est une question de conformité distincte, qu'un moteur standard ne couvre pas.

Deux schémas d'entraînement sont courants : réducteur pendulaire sur l'arbre de tête avec moteur à bride, ou moteur à pattes + courroie + réducteur. Avec une bride, la bride d'entrée du réducteur doit correspondre exactement à la bride B5 du moteur. Deux carcasses à titre d'exemple :

• Carcasse 100L (DRG-100L2-4) : arbre 28 × 60 mm, bride B5 P 250 / N 180 / M 215 mm
• Carcasse 132M (DRG-132M-4) : arbre 38 × 80 mm, bride B5 P 300 / N 230 / M 265 mm
• Entrée de câble : 100L 1 × M25×1,5, 132M 2 × M32×1,5

Mesurez l'arbre et la bride de l'ancien moteur au pied à coulisse et comparez-les aux dessins techniques des moteurs DRG ; si le diamètre d'arbre ou de centrage diffère, l'accouplement et l'entrée du réducteur ne conviendront pas.

Courant, relais thermique et câble de tête

La tête d'élévateur étant en hauteur, le câble moteur est long et la chute de tension complique le démarrage en charge. Le DRG-132M-4 absorbe 14,3 A sous 400 V ; avec un rapport de courant de démarrage de 7,5, ≈ 107 A circulent au premier instant en démarrage direct. Le relais thermique se règle sur le courant nominal de la plaque ; sur un élévateur chargé au démarrage long, choisissez la classe de déclenchement en conséquence (sélection relais thermique, fusible et contacteur).

Exemple de câble (cuivre, PVC, valeurs indicatives) : pour 14,3 A × 1,25 = 17,9 A, un câble de 2,5 mm² (25 A) suffit en courant. Mais sur 80 m, la chute de tension vaut √3 × 14,3 × 0,08 × 7,41 × 0,84 ≈ 12,3 V, soit 3,1 %, au-delà des 3 % admis pour l'alimentation. En 4 mm², elle reste à ≈ 7,7 V (1,9 %). Essayez votre propre distance dans le calculateur de section de câble moteur.

Liste de contrôle pour choisir le moteur d'un élévateur à godets

• Le débit (t/h) et la hauteur entre axes (m) sont-ils confirmés par les données du constructeur ?
• La puissance avec marges est-elle calculée, la puissance du moteur est-elle supérieure, et la taille au-dessus a-t-elle été retenue si le résultat est limite ?
• Si un démarrage en charge est possible, le mode de démarrage (direct, variateur) fournit-il le couple nécessaire ?
• L'antidévireur est-il en place et fonctionnel ; le sens a-t-il été contrôlé accouplement désaccouplé ?
• La vitesse du tambour et le rapport global donnent-ils la vitesse de godets du constructeur ?
• Le couple de sortie et le facteur de service du réducteur dépassent-ils le couple au tambour ?
• Arbre D×E, bride P/N/M et entrée de câble sont-ils identiques à l'ancien moteur ?
• Le câble est-il choisi pour le courant et la chute de tension ; le thermique est-il réglé sur le courant nominal ?
• La carcasse est-elle accessible pour le nettoyage et le joint de la boîte à bornes est-il intact ?

Moteurs de cette gamme de puissance

Tous les modèles du tableau sont 4 pôles à carcasse en fonte ; les courants sont donnés sous 400 V.

• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L fonte
• DRG-100L2-4 – 3 kW – 1450 tr/min – 100L 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
• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte

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Questions fréquentes

Quelle puissance de moteur pour un élévateur à godets ?

La puissance de levage vaut Q·H/367 kW ; avec les marges de puisage et de réducteur, 30 t/h × 20 m donnent par exemple ≈ 2,36 kW et l'on retient un moteur de 3 kW. La valeur exacte est celle du constructeur de l'élévateur.

Pourquoi le moteur de l'élévateur ne démarre-t-il pas en étoile ?

En étoile, le couple tombe à environ un tiers. Dans notre exemple de 7,5 kW, le moteur fournit ≈ 32,7 Nm en étoile alors que l'élévateur chargé demande ≈ 46,3 Nm : la ligne chargée ne peut pas démarrer en étoile.

Quelle vitesse pour le moteur d'un élévateur à godets ?

On utilise généralement un moteur 4 pôles (1450 à 1465 tr/min dans le catalogue DRG) dont la vitesse est réduite à celle du tambour par un réducteur. La vitesse du tambour découle de la vitesse des godets et du diamètre (v = π·D·n/60).

L'antidévireur fait-il partie du moteur ?

Non, l'antidévireur se trouve sur le réducteur ou l'arbre de tête. Lors du remplacement du moteur, contrôlez le sens de rotation accouplement désaccouplé ; démarrer en sens inverse peut endommager l'antidévireur.

Envoyez-nous le débit et la hauteur d'élévation de votre élévateur : nous déterminerons ensemble la puissance et la carcasse adaptées. Tous les modèles sont sur la page Acheter un moteur électrique en ligne. DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Téléphone : +90 (542) 666 11 11 · E-mail : [email protected] · Contact