Sur une enrouleuse de film plastique, le vrai travail du moteur n'est pas de produire de la vitesse mais de maintenir la tension du film constante. En enroulement axial, le couple nécessaire pour une même tension augmente avec le diamètre de la bobine, tandis que sa vitesse baisse dans le même rapport. Le moteur d'enrouleur se choisit donc d'après le couple à la plus grosse bobine et la vitesse maximale au diamètre du mandrin ; le variateur couvre la large plage de vitesse entre les deux. Les moteurs triphasés 4 et 6 pôles montés sur les enrouleurs se trouvent dans notre boutique en ligne.

Cet article porte sur l'enrouleur lui-même : l'arbre d'enroulement en fin de ligne de film soufflé ou sur une rebobineuse de film étirable. Les couteaux de refendage et le dérouleur sont un autre sujet.

Enroulement axial ou enroulement périphérique ?

En enroulement périphérique (par contact), la bobine s'appuie sur un tambour entraîné par le moteur qui entraîne sa surface extérieure. La vitesse du film est égale à la vitesse périphérique du tambour ; quelle que soit la taille de la bobine, le tambour tourne à la même vitesse. Le moteur voit ici une vitesse constante et un couple à peu près constant, et un ensemble moteur plus réducteur standard fonctionne sans difficulté.

En enroulement axial, le moteur entraîne directement l'arbre du mandrin. Pour garder la vitesse du film constante, l'arbre doit ralentir quand la bobine grossit, et pour garder la tension constante, le couple doit augmenter. Les films sensibles, glissants ou imprimés sont généralement enroulés ainsi, et c'est là que le choix du moteur se complique.

Moteur électrique triphasé gris de marque DRG pour une enrouleuse de film plastique

Pourquoi le couple augmente quand la bobine grossit

Le couple sur l'arbre d'enroulement est la tension du film multipliée par le rayon de la bobine : T = F · D / 2. La vitesse de la bobine baisse avec le diamètre selon n = v / (π · D). Le produit du couple et de la vitesse, c'est-à-dire la puissance transmise au film, reste constant. Un enrouleur est donc une charge à puissance constante.

Exemple / hypothèse : vitesse de ligne 80 m/min, tension totale 150 N, mandrin de 90 mm et bobine pleine de 600 mm. La puissance transmise au film n'est que de 200 W. Le rapport de réduction de 7,66 est choisi pour que le moteur tourne à 75 Hz au diamètre du mandrin.

Diamètre bobine (mm)Vitesse bobine (tr/min)Couple bobine (Nm)Fréquence moteur (Hz)
90282,96,7575,0
200127,315,033,8
40063,730,016,9
60042,445,011,2

Le tableau montre que lorsque le diamètre est multiplié par 6,67, la fréquence du moteur descend de 75 Hz à 11,2 Hz. À bobine pleine, avec un rendement de réducteur supposé de 0,9, il faut environ 6,53 Nm sur l'arbre moteur. Vous pouvez tester le rapport et le couple de sortie avec vos propres valeurs grâce à notre calculateur de sortie de réducteur.

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Choisir le moteur au couple, pas à la puissance

Choisir un petit moteur en voyant 200 W de puissance film est l'erreur la plus fréquente sur cette machine. Ce qui compte, ce sont les 6,53 Nm demandés à basse fréquence sur la bobine pleine. Un moteur 4 pôles de 1,1 kW a un couple nominal de 7,27 Nm et ne laisse aucune marge. Le DRG-90L-4 de 1,5 kW, avec 9,91 Nm de couple nominal, couvre cette charge et le couple supplémentaire nécessaire quand la bobine accélère.

À l'autre extrémité, au diamètre du mandrin, le moteur tourne à 2168 tr/min à 75 Hz. Au-delà de 50 Hz, le couple baisse en proportion inverse de la fréquence ; pour le DRG-90L-4 cela donne environ 6,61 Nm, pour 0,98 Nm demandés. Si les deux extrémités sont satisfaites, le rapport de réduction est correct.

Refroidissement à basse fréquence

  • Refroidissement : IC411, ventilateur sur l'arbre
  • Effet : le débit d'air chute vers 11 Hz
  • Conseil : palier de puissance supérieur ou ventilation séparée si la phase bobine pleine est longue

Les grosses bobines tournent pendant des minutes à basse vitesse et fort couple. Comme le ventilateur du carter ralentit aussi, le moteur chauffe. Si l'enroulement est long, envisagez le palier de puissance supérieur ou un moteur 6 pôles (même couple avec un rapport de réduction plus faible).

Régulation de tension par variateur et limite du servomoteur

Il existe trois façons courantes de réguler la tension avec un moteur asynchrone. Avec un rouleau danseur, un bras chargé traduit la tension du film en position et le variateur ajuste la vitesse pour garder le bras au centre. Avec un capteur de force, la tension est mesurée directement. En régulation de couple en boucle ouverte, le variateur calcule le diamètre à partir de la vitesse de ligne et de la longueur enroulée et règle le couple en conséquence.

La dernière méthode exige le mode de commande vectorielle du variateur ; en mode scalaire (V/f), le couple n'est pas délivré avec assez de précision à basse fréquence. DRG Motor ne vend pas de variateurs ; le constructeur de la machine ou votre équipe d'automatisme choisit le variateur et le paramètre avec les valeurs de plaque.

Les lignes très rapides, les changements de bobine fréquents et rapides ou les films très minces demandent une réponse en couple de l'ordre de la milliseconde. Ces enrouleurs utilisent des servomoteurs, qu'un moteur IEC standard ne remplace pas ; la gamme DRG ne comporte pas de servomoteurs. Sur une telle machine, DRG ne couvre que les parties à moteur asynchrone de la ligne (ventilateurs, refroidissement, convoyeurs auxiliaires).

Liaison au réducteur et cotes de remplacement

L'arbre d'enroulement est généralement entraîné par un réducteur à engrenages hélicoïdaux ou à couple conique. Le moteur s'y fixe par une grande bride B5. En hauteur d'axe 90, le cercle de perçage de la bride est de 165 mm, le diamètre de centrage de 130 mm et l'arbre de 24×50 mm ; en 100 et 112, ces valeurs passent à 215 / 180 mm et 28×60 mm. Une hauteur d'axe plus grande impose une autre bride d'entrée de réducteur ; gardez la même. Les moteurs adaptés figurent aussi sur notre page moteurs électriques pour réducteurs.

Liste de contrôle avant commande

  • Type d'enroulement : axial ou périphérique ?
  • Plus grand diamètre de bobine, diamètre du mandrin et vitesse de ligne maximale
  • Rapport de réduction et bride d'entrée (cercle de perçage B5, diamètre de centrage)
  • Régulation de tension : danseur, capteur de force ou boucle ouverte
  • Fréquences de service minimale et maximale du variateur
  • Si l'ancien moteur est un servomoteur : cet enrouleur ne fonctionnera pas avec un moteur standard, consultez le constructeur

Signes d'un mauvais moteur sur un enrouleur

Si le film se détend et que les bords glissent quand la bobine grossit, le moteur ne fournit pas le couple à bobine pleine. Si l'intérieur de la bobine se serre au point d'écraser le mandrin, le couple n'est pas réduit avec le diamètre ; c'est un problème de régulation, pas de moteur. Si le relais thermique déclenche sur les longues bobines, le refroidissement à basse vitesse est insuffisant.

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques ; il ne fournit ni le mécanisme d'enroulement, ni le réducteur, ni le variateur, mais le moteur qui se monte sur le réducteur. L'environnement est simple : le carter IP55 supporte la poussière d'un atelier de film et le moteur est prévu pour −15…+40 °C.

Moteurs DRG adaptés aux enrouleuses de film plastique

Les quatre modèles se fixent sur un réducteur par bride B5. Les enrouleurs légers comme dans l’exemple ci-dessus vont avec 1,5–2,2 kW ; pour les grosses bobines lourdes, on préfère un 4 kW 4 pôles ou le modèle 6 pôles au couple nominal plus élevé.

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Moteur d'enrouleuse de film : questions fréquentes

Comment calcule-t-on la puissance du moteur d'une enrouleuse de film ?

On détermine d'abord le couple à bobine pleine (tension × rayon) puis, avec le rapport de réduction, le couple sur l'arbre moteur. Le moteur se choisit pour un couple nominal capable de le fournir à basse fréquence sans surchauffe ; la puissance film seule est trompeuse.

Quel mode de variateur faut-il pour un moteur d'enrouleur ?

Pour une régulation de vitesse par danseur, le mode scalaire suffit souvent. La régulation de couple avec calcul de diamètre exige la commande vectorielle. Les données de plaque du moteur doivent être saisies intégralement dans le variateur.

Peut-on utiliser un moteur asynchrone à la place d'un servomoteur sur une rebobineuse de film étirable ?

Sur les machines à vitesse moyenne équipées d'un danseur, le moteur asynchrone sur variateur est courant. Si la machine a été conçue autour d'un servomoteur, son variateur et son logiciel sont prévus pour lui ; le remplacer par un moteur standard n'est pas possible.

Pourquoi le moteur d'enrouleur chauffe-t-il à bobine pleine ?

À bobine pleine, le moteur fournit son couple maximal à sa vitesse minimale et le ventilateur d'arbre brasse peu d'air. Si cela dure, envisagez le palier supérieur, un moteur 6 pôles ou une ventilation séparée.

Pour un devis, envoyez par WhatsApp une photo de la plaque de l'ancien moteur, sa puissance et sa vitesse, son montage (bride ou pattes), la cote d'arbre, le rapport de réduction et le plus grand diamètre de bobine, ou ajoutez les modèles à la liste de devis. Téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail info@drgmotor.com ; autres informations sur notre page contact. Toutes les puissances et vitesses sont sur la page acheter un moteur électrique en ligne.