Moteur de groupe hydraulique de filtre-presse : régime de fonctionnement et montage

Le moteur de groupe hydraulique d'un filtre-presse est généralement un moteur triphasé 4 pôles à bride B5 ou B35, relié à la pompe par une lanterne et un accouplement élastique ; ce qui décide du choix, c'est le régime de fonctionnement plus que la puissance : dans un même cycle, le moteur ferme les plateaux à fort débit, puis presse à haute pression et faible débit, et pendant une longue phase de maintien en pression il démarre et s'arrête par intermittence. Dans l'exemple de cet article, le DRG-132M-4 de 7,5 kW à 4 pôles absorbe 14,3 A sous 400 V, fournit un couple nominal de 49,1 Nm à 1460 tr/min et absorbe 7,5 fois son courant nominal, soit environ 107 A, à chaque démarrage direct.

Sur un filtre-presse, il faut donc poser deux questions séparément : le moteur couvre-t-il le couple de la pompe à la pression maximale, et les démarrages fréquents de la phase de maintien l'échauffent-ils ? Côté montage, la bride, l'arbre et l'accouplement doivent être identiques à ceux de l'ancien moteur. Tous les modèles 4 pôles utilisés sur les groupes hydrauliques se trouvent sur la page Acheter un moteur électrique en ligne. Les pressions, cylindrées et durées de cet article sont des hypothèses d'exemple ; les valeurs qui font foi figurent sur les plaques de la presse et du groupe hydraulique. Les travaux d'armoire et de raccordement doivent être réalisés par un électricien qualifié.

Comment le cycle du filtre-presse charge-t-il le moteur ?

Un cycle de filtre-presse comporte quatre phases et la charge du moteur diffère dans chacune :

La plupart des groupes ont une pompe à deux étages (double) : la pompe de grande cylindrée assure le mouvement rapide à la fermeture ; quand la pression monte, une valve de décharge la renvoie au réservoir et la pompe de petite cylindrée assure seule le pressage. C'est la raison principale pour laquelle le moteur peut rester de petite taille.

Contrôle du couple : exemple avec pompe double

Si la cylindrée et la pression de la pompe sont connues, le couple demandé à l'arbre moteur se calcule directement : T = V × p ÷ (20π) (T : Nm, V : cm³/tr, p : bar), puis on divise par le rendement (mécanique) de la pompe. Le calcul des kW à partir du débit et de la pression est détaillé dans Choix du moteur électrique pour pompe hydraulique : calcul des kW ; ici, nous contrôlons par le couple. Hypothèses :

• Grande pompe 30 cm³/tr, petite pompe 8 cm³/tr (hypothèse)
• Pression de fermeture 50 bar, pression de pressage 300 bar (hypothèse)
• Rendement (mécanique) de la pompe 0,9 (hypothèse)
• Moteur : DRG-132M-4, 1460 tr/min, T_n = 49,1 Nm

Fermeture : les deux pompes ensemble, (30 + 8) × 50 ÷ 62,83 ≈ 30,2 Nm ; avec le rendement de la pompe 30,2 ÷ 0,9 ≈ 33,6 Nm. Débit 38 × 1460 ÷ 1000 ≈ 55,5 l/min.

Pressage : petite pompe seule, 8 × 300 ÷ 62,83 ≈ 38,2 Nm ; avec le rendement de la pompe ≈ 42,4 Nm. Débit 8 × 1460 ÷ 1000 ≈ 11,7 l/min.

Le besoin de couple maximal est de 42,4 Nm, sous le couple nominal de 49,1 Nm du moteur. À ce couple, la puissance à l'arbre vaut 42,4 × 1460 ÷ 9550 ≈ 6,5 kW ; le moteur de 7,5 kW laisse environ 1 kW de marge. Si la valve de décharge tombe en panne et que la grande pompe tente aussi de débiter à 300 bar, le couple monte à (38 × 300 ÷ 62,83 ÷ 0,9) ≈ 202 Nm, au-delà du couple de décrochage du moteur (49,1 × 2,3 ≈ 113 Nm) : le moteur cale et le thermique déclenche. Les déclenchements fréquents viennent souvent de cette valve, pas du moteur.

Valeurs catalogue du moteur de l'exemple :

• Puissance: 7,5 kW
• Vitesse nominale: 1460 tr/min
• Courant (400 V): 14,3 A
• cos φ: 0,84
• Couple nominal: 49,1 Nm
• Ts/Tn: 2
• Tmax/Tn: 2,3
• Is/In: 7,5
• Arbre (D×E): 38×80 mm
• Carcasse CEI: 132M (fonte)

Phase de maintien en pression et démarrages fréquents

Après le pressage, les plateaux doivent rester sous pression. Sur certains groupes, le moteur s'arrête et un pressostat le redémarre quand la pression baisse ; sur d'autres, le moteur continue de tourner et la pompe débite au réservoir. La première méthode multiplie rapidement les démarrages. Hypothèse d'exemple : le cycle comporte 45 minutes de maintien et la pression passe sous le seuil toutes les 5 minutes. Cela fait 45 ÷ 5 = 9 démarrages pendant le maintien, environ 11 démarrages par heure avec la fermeture et l'ouverture.

À chaque démarrage direct, le DRG-132M-4 absorbe brièvement environ 107 A et le rotor comme le bobinage s'échauffent plus vite que la normale. Si la pompe est à vide au démarrage, l'accélération est courte et l'effet limité ; si elle démarre en charge (ligne de pression ouverte, valve non fermée), le démarrage s'allonge et l'échauffement augmente. Pour évaluer :

• Vérifiez que la pompe est à vide au démarrage (valve de décharge, valve de démarrage progressif).
• Réduisez le nombre de démarrages en élargissant l'hystérésis du pressostat ou en supprimant la fuite de valve/joint.
• Si des démarrages très fréquents sont inévitables, laisser le moteur tourner à vide pendant le maintien l'échauffe en général moins qu'un marche-arrêt continu.
• Pour surveiller directement la température du bobinage, la protection thermique PTC / PT100 optionnelle des moteurs DRG peut être précisée dans la note de commande.

Étoile-triangle ou démarrage direct ?

Dans le catalogue DRG, les modèles de 4 kW et plus sont bobinés en 400/690 V et couplés en triangle sur un réseau 400 V : ils conviennent donc au démarrage étoile-triangle ; les modèles de 3 kW et moins sont bobinés en 230/400 V, fonctionnent en étoile sous 400 V et ne peuvent pas démarrer en étoile-triangle. Avec la pompe à vide, la charge au démarrage est faible et l'étoile-triangle ne pose pas de problème ; mais le passage étoile-triangle crée une brève pointe de courant et de nombreux passages par heure usent les contacteurs. Vous pouvez comparer les options sur la page méthodes de démarrage et étoile-triangle et consulter les valeurs de relais et contacteur dans l'outil sélection relais thermique, fusible et contacteur.

Compatibilité de montage : lanterne, accouplement et arbre

Sur un groupe hydraulique, le moteur est généralement fixé sur le couvercle du réservoir ou sur une console latérale par une lanterne (pièce de liaison pompe–moteur) ; la bride B5 du moteur repose sur la face supérieure de la lanterne et l'arbre moteur est relié à l'arbre de pompe par un accouplement élastique. Si le moteur est vertical sur le réservoir (arbre vers le bas), cette forme de montage doit être clairement indiquée à la commande. Pour ne pas changer de lanterne, la bride et l'arbre du nouveau moteur doivent être identiques à ceux de l'ancien. Dimensions de grande bride B5 du catalogue DRG (4 pôles) :

La lanterne est usinée selon le diamètre de centrage (N) ; passer d'une carcasse 132 à 160 implique de changer aussi la lanterne. Le moyeu d'accouplement côté moteur se choisit selon le diamètre d'arbre (D) et la largeur de clavette. Pour les cotes complètes, voir la page dessins techniques des moteurs DRG.

Liste de contrôle pour le remplacement du moteur

• Relevez kW, vitesse, tension et couplage sur la plaque de l'ancien moteur ; ne passez pas de 4 à 2 pôles, la vitesse admissible de la pompe serait dépassée.
• Le type de bride (B5 / B35), les cotes P–N–M et l'arbre D×E sont-ils identiques ?
• Le moyeu d'accouplement est-il en place sur l'arbre avec sa clavette et la vis de blocage serrée ? L'élément élastique est-il usé ou écrasé ?
• Le jeu axial entre les arbres moteur et pompe correspond-il à la valeur du fabricant de l'accouplement ? Les bouts d'arbre ne doivent pas se toucher.
• En montage vertical, la boîte à bornes et les entrées de câble sont-elles orientées pour se protéger de l'huile et de l'eau qui gouttent d'en haut ?
• Au premier démarrage, faites tourner brièvement le moteur et comparez le sens de rotation avec la flèche du corps de pompe ; une pompe qui tourne à l'envers s'abîme vite.
• Le thermique est-il réglé sur le courant nominal de la plaque (14,3 A sous 400 V pour le DRG-132M-4) ?

Quel moteur DRG choisir ?

Sur les groupes hydrauliques de filtre-presse, la puissance du moteur varie selon la taille de la presse et la disposition des pompes ; sur les petites et moyennes presses, on la voit le plus souvent de quelques kilowatts jusqu'à environ 15 kW. La valeur qui fait foi est la plaque du groupe. Les modèles 4 pôles en fonte ci-dessous couvrent cette plage :

Pour choisir entre les modèles, faites d'abord le contrôle de couple ci-dessus, puis prenez la carcasse qui correspond à la lanterne existante. Par exemple, le DRG-112M-4 de 4 kW et le DRG-132S-4 de 5,5 kW ont des brides différentes (P 250 mm contre 300 mm).

Moteurs de cette puissance pour groupes hydrauliques de filtre-presse

• DRG-100L2-4 – 3 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
• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte

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Questions fréquentes

Quelle puissance pour un moteur de filtre-presse ?

Elle dépend de la cylindrée de la pompe et de la pression de pressage maximale. Sur les petites et moyennes presses, on la voit le plus souvent de quelques kilowatts jusqu'à environ 15 kW. Dans notre exemple, une pompe de 8 cm³/tr à 300 bar demandait 42,4 Nm et un moteur 4 pôles de 7,5 kW suffisait.

Pourquoi le moteur du filtre-presse déclenche-t-il son thermique ?

Les deux causes les plus fréquentes sont des démarrages trop nombreux pendant le maintien et une grande pompe qui n'est pas mise à vide à haute pression (valve de décharge défaillante). Dans le second cas, le couple demandé dépasse le couple de décrochage et le moteur cale.

Combien d'ampères consomme un moteur de 7,5 kW ?

Le DRG-132M-4 à 4 pôles absorbe à pleine charge 14,3 A sous 400 V et 15,0 A sous 380 V. Avec un rapport Is/In = 7,5, on observe environ 107 A en démarrage direct.

B5 ou B35 sur un groupe hydraulique ?

Si le moteur est seulement suspendu à la lanterne, la B5 suffit. S'il est lourd ou posé horizontalement sur une console et doit aussi être soutenu par ses pattes, on choisit la B35 (pattes + bride). Conservez la forme de montage du moteur existant.

Envoyez-nous la plaque signalétique ou les données hydrauliques/mécaniques de la machine et nous déterminerons ensemble le bon modèle DRG : téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], ou notre page contact. Pour parcourir directement les modèles, rendez-vous sur Acheter un moteur électrique en ligne.