Moteur électrique de pompe à engrenages : puissance et vitesse selon la viscosité

Le moteur d’une pompe à engrenages se choisit selon la consistance du fluide, en deux étapes : d’abord la vitesse — vitesse d’un moteur 4 pôles pour les huiles fluides et le gazole, moteur 6 pôles ou réducteur jusqu’à quelques centaines de tr/min pour les produits épais — puis la puissance, avec P = Q × p / (600 × η), en prenant la pression d’ouverture de la soupape de sûreté et non la pression de service. Par exemple, une pompe à engrenages de 40 cm³/tr refoulant une huile fluide à 1445 tr/min avec une soupape à 12 bar demande 1,44 kW et tourne avec le DRG-90L-4 de 1,5 kW ; la même pompe refoule un produit épais à 945 tr/min avec le 6 pôles DRG-90L-6.

La pompe à engrenages est une pompe volumétrique : elle refoule un volume fixe par tour et la pression est imposée par la résistance du circuit. La règle centrifuge « la puissance baisse avec le cube de la vitesse » ne s’applique donc pas ; le couple est proportionnel à la pression et le moteur doit fournir le même couple même quand la vitesse baisse. Le raccordement doit être fait par un électricien qualifié. Vous trouverez les modèles et les prix actuels parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne.

Les 3 erreurs les plus fréquentes sur un moteur de pompe à engrenages

1. Calculer la puissance sur la pression de service : quand la ligne se bouche ou qu’une vanne se ferme, la pression monte jusqu’au tarage de la soupape. Si le moteur ne peut pas fournir le couple de la pompe à cette pression, il déclenche ou cale.
2. Pomper un produit épais à grande vitesse : quand la viscosité augmente, la pompe ne remplit plus les creux de denture (cavitation à l’aspiration), le débit chute, le bruit et l’usure augmentent. La solution est de réduire la vitesse, pas d’augmenter la puissance.
3. Oublier le démarrage à froid : huile, bitume, glucose et fluides similaires sont bien plus épais à froid. Le couple au premier démarrage du matin peut atteindre plusieurs fois celui à température de service ; le couple de démarrage du moteur et le réchauffage doivent être étudiés.

Comment la consistance du fluide fixe-t-elle la vitesse ?

Sur une pompe à engrenages, le débit est directement proportionnel à la vitesse : Q (l/min) = V (cm³/tr) × n (tr/min) / 1000. Mais pour que la pompe remplisse les creux de denture à chaque tour, le fluide doit s’écouler assez vite côté aspiration. Plus le fluide est épais, plus ce temps s’allonge ; c’est pourquoi les constructeurs de pompes indiquent une vitesse maximale admissible selon la viscosité. Tendance générale :

Ce tableau est indicatif ; la limite exacte de vitesse figure dans le catalogue de la pompe. Quand la consistance augmente et la vitesse diminue, il faut une pompe de plus grande cylindrée pour le même débit, et le moteur doit fournir plus de couple à pression égale.

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Combien de kW ? Calcul du débit, de la pression et du couple

Formule pratique de la puissance à l’arbre d’une pompe à engrenages :

P (kW) = Q (l/min) × p (bar) / (600 × η) et couple nécessaire T (Nm) = 9550 × P / n

η est le rendement de la pompe (global) ; si le constructeur ne donne pas de valeur, l’exemple suppose 0,8. La pression retenue est celle d’ouverture de la soupape. Ci-dessous, la même pompe de 40 cm³/tr est calculée avec trois fluides différents (le scénario C suppose un coefficient de transmission du réducteur de 0,9) :

Le résultat clé est le couple des lignes A et B : bien que la vitesse passe de 1445 à 945 tr/min, le couple nécessaire reste le même (9,55 Nm), car sur une pompe à engrenages le couple vient de la pression, pas de la vitesse. Le moteur 6 pôles doit donc avoir un couple nominal plus élevé même à kW inférieur : le DRG-90L-6 de 1,1 kW a un couple nominal de 11,1 Nm, le DRG-90L-4 de 1,5 kW 9,91 Nm ; tous deux couvrent le besoin de 9,55 Nm. Avec une soupape tarée à 8 bar dans le scénario A, la puissance tomberait à 0,96 kW : le tarage de la soupape change directement le choix du moteur.

Dans le scénario C, la pompe tourne à 284 tr/min via un réducteur de rapport i = 5 : l’arbre de pompe demande 0,38 kW et, avec les pertes du réducteur, environ 0,42 kW côté moteur. Avec une marge pour le démarrage à froid, on retient le DRG-802-4 de 0,75 kW. Pour la vitesse et le couple de sortie du réducteur, utilisez le calculateur de sortie de réducteur.

Comment la soupape de sûreté protège-t-elle le moteur ?

Si une pompe volumétrique tourne contre une vanne fermée, la pression monte jusqu’à ce que quelque chose casse. La soupape de sûreté (by-pass) limite cette pression et fixe en même temps le couple maximal que verra le moteur. Pour choisir le moteur, suivez cet ordre :

• Réglez la pression d’ouverture de la soupape sur la valeur admise par la pompe et la ligne ; dimensionnez le moteur pour cette pression.
• Si la soupape est intégrée à la pompe et renvoie le fluide à l’aspiration, une marche prolongée en by-pass échauffe le fluide ; limitez-la par une alarme ou un relais temporisé.
• Augmenter ensuite le tarage surcharge le moteur ; mesurez le courant moteur à chaque modification.
• Réglez la protection thermique sur le courant de plaque du nouveau moteur ; l’outil de sélection relais thermique, fusible et contacteur donne la valeur.

4 pôles, 6 pôles ou réducteur : quel entraînement ?

L’entraînement direct 4 pôles (environ 1400–1460 tr/min) est la solution la plus courante pour les fluides fluides, le transfert de carburant et d’huile et les centrales de graissage. L’entraînement direct 6 pôles (935–970 tr/min chez DRG) offre une solution simple sans réducteur pour les produits de viscosité moyenne ; à kW égal, un 6 pôles a une carcasse plus grande et un couple plus élevé. L’entraînement par réducteur est incontournable pour les produits très épais comme le miel, le glucose, la mélasse ou la résine : le réducteur abaisse la vitesse et multiplie le couple selon son rapport.

S’il faut régler le débit en production (remplissage, dosage), on ajoute un variateur. La pompe à engrenages est une charge à couple constant : réduire la vitesse par variateur ne réduit pas le besoin de couple, mais le ventilateur du moteur ralentit et le refroidissement diminue. Tenez-en compte pour les moteurs appelés à tourner longtemps à basse vitesse ; voir le calculateur fréquence-couple-puissance VFD. Les pompes à engrenages des centrales hydrauliques travaillent à un autre niveau de pression ; pour ce calcul, voir notre article choix du moteur pour pompe hydraulique.

Liste de contrôle avant commande

• Cylindrée de la pompe (cm³/tr), ou débit et vitesse de la plaque.
• Fluide pompé et sa consistance à température de service et au démarrage à froid.
• Pression d’ouverture de la soupape de sûreté (pas la pression de service).
• Vitesse maximale admissible de la pompe (catalogue).
• Entraînement : accouplement direct, accouplement + réducteur ou variateur ; rapport de réduction.
• Montage : moteur à pattes (B3) + accouplement + socle, ou moteur à bride (B5) + lanterne ? Diamètre d’arbre et clavette.
• Sens de rotation : les pompes à engrenages sont le plus souvent unidirectionnelles ; un mauvais sens dégrade l’aspiration et fatigue la garniture.

Quel moteur DRG acheter ?

Les puissances les plus courantes sur les pompes à engrenages sont des moteurs 4 et 6 pôles de 0,75 à 3 kW. Les modèles ci-dessous ont une carcasse en fonte et un indice IP55. Déterminez votre besoin de couple avec la formule ci-dessus et choisissez un modèle dont le couple nominal reste au-dessus.

Exemple d’association pour pomper un produit de viscosité moyenne sans réducteur (scénario B) :

• Puissance: 1,1 kW
• Vitesse nominale: 945 tr/min
• Carcasse: 90L · fonte
• Courant 400 V: 2,69 A
• cos φ: 0,73
• Couple nominal: 11,1 Nm
• Couple de démarrage: 2 × Tn
• Courant de démarrage: 6 × In
• Arbre D × E: 24 × 50 mm
• Bride B5 P / M / N: 200 / 165 / 130 mm
• Roulement (côté accouplement): 6205-ZZ-C3
• Tension: 230/400 V (Δ/Y)

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 matière et de fabrication (certificat de garantie).

Moteurs de cette gamme de puissance

• DRG-802-4 – 0,75 kW – 1420 tr/min – 80 fonte
• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L fonte
• DRG-100L2-4 – 3 kW – 1450 tr/min – 100L fonte
• DRG-90L-6 – 1,1 kW – 945 tr/min – 90L fonte
• DRG-100L-6 – 1,5 kW – 949 tr/min – 100L fonte
• DRG-112M-6 – 2,2 kW – 955 tr/min – 112M fonte

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Questions fréquentes

Quelle vitesse de moteur pour une pompe à engrenages ?

Pour les fluides fluides, un moteur 4 pôles (classe 1500 tr/min) ; pour une viscosité moyenne, un 6 pôles (classe 1000 tr/min) ; pour les produits très épais, un 4 pôles réduit à quelques centaines de tr/min par réducteur. La limite exacte figure dans le catalogue de la pompe.

Comment calculer la puissance du moteur d’une pompe à engrenages ?

P (kW) = Q (l/min) × p (bar) / (600 × η). Prenez la pression d’ouverture de la soupape. Par exemple, 57,8 l/min, 12 bar et η = 0,8 donnent environ 1,44 kW.

Faut-il un moteur plus gros quand la viscosité augmente ?

Il faut d’abord réduire la vitesse : plus la consistance augmente, plus la vitesse admissible baisse. À pression inchangée, le besoin de couple reste le même, mais il augmente au démarrage à froid ; confirmez le moteur selon le couple de démarrage et le réchauffage.

Combien d’ampères consomme un moteur de pompe à engrenages de 1,5 kW ?

Le 4 pôles DRG-90L-4 consomme 3,3 A sous 400 V et 3,47 A sous 380 V ; son couple nominal est de 9,91 Nm.

Envoyez-nous la cylindrée de votre pompe, la pression de la soupape de sûreté et la consistance du fluide : nous confirmerons avec vous le bon modèle DRG. 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.