Ligne de lavage plastique : choix du moteur d’essoreuse et de sécheur

Sur une ligne de lavage plastique, le moteur du sécheur centrifuge (sécheur à friction) est généralement un moteur triphasé 4 pôles, classe 1500 tr/min, qui entraîne le rotor par courroie ; l'essoreuse à vis (squeezer), elle aussi avec un moteur 4 pôles, entraîne via un réducteur une vis lente à fort couple. La puissance du moteur de sécheur se situe généralement entre 11 et 15 kW sur les petites lignes et entre 18,5 et 30 kW sur les lignes de grande capacité ; les essoreuses utilisent couramment 22–30 kW et plus. Ces plages ne sont qu'indicatives ; la valeur exacte est celle de la plaque et des données du constructeur de la machine. Par exemple, le DRG-180M-4 de 18,5 kW tourne à 1470 tr/min, absorbe 33,5 A sous 400 V et fournit un couple nominal de 120,2 Nm.

Ce qui sollicite le moteur diffère entre ces deux machines : sur le sécheur, c'est la mise en vitesse d'un rotor lourd depuis l'arrêt à chaque démarrage ; sur l'essoreuse, c'est la montée brutale du couple quand des paillettes humides bourrent la vis. Leur ennemi commun est l'eau et l'humidité. Vous trouverez ci-dessous le calcul de poulies et de vitesse périphérique, un exemple de temps de démarrage, le calcul de couple de la vis d'essorage et les étapes de remplacement du moteur. Vous pouvez choisir les modèles adaptés sur la page Acheter un moteur électrique en ligne. En milieu humide, le raccordement, la mise à la terre et l'armoire de démarrage doivent être confiés à un électricien qualifié.

Les moteurs de la ligne : pourquoi évaluer séparément sécheur et essoreuse ?

Une ligne de lavage plastique comprend un broyeur, un laveur à friction, les vis du bac de flottation, le sécheur centrifuge, l'essoreuse et le ventilateur de transport pneumatique. Le moteur du broyeur est un sujet à part, traité dans notre article moteur de broyeur plastique. Cet article porte sur les deux machines d'essorage en fin de ligne :

Même si le sécheur et l'essoreuse sont côte à côte sur la même ligne, leur logique de choix du moteur est opposée : le sécheur demande « un couple de démarrage capable de vaincre l'inertie et une protection thermique qui supporte le temps de démarrage », l'essoreuse « un couple suffisant en sortie de réducteur et un couple de décrochage qui encaisse les surcharges soudaines ».

Sécheur centrifuge : vitesse, poulies et vitesse périphérique

Dans un sécheur centrifuge, les pales d'un rotor horizontal projettent les paillettes humides contre une tôle perforée et chassent l'eau par la force centrifuge. L'effet de séchage dépend de la vitesse périphérique en bout de pale : v = π · D · n / 60. La vitesse du rotor s'obtient à partir de celle du moteur par le rapport de poulies : i = n_moteur / n_rotor.

Exemple (valeurs du rotor supposées) :

• Moteur : DRG-180M-4, vitesse nominale 1470 tr/min
• Vitesse de rotor souhaitée 1200 tr/min → i = 1470 / 1200 ≈ 1,23
• Avec une poulie moteur de 200 mm, la poulie du rotor fait 200 × 1,225 ≈ 245 mm
• Diamètre en bout de pale 600 mm → v = π × 0,6 × 1200 / 60 ≈ 37,7 m/s

Si l'on choisit un moteur 2 pôles pour le même rotor, le rapport de poulies augmente et la poulie moteur rétrécit ; une petite poulie plie davantage la courroie et réduit sa durée de vie. C'est pourquoi les moteurs 4 pôles sont courants sur les sécheurs. Vous pouvez calculer le diamètre de poulie et la longueur de courroie avec le calculateur poulie et courroie. Ne modifiez pas le rapport de poulies lors du remplacement du moteur ; une vitesse de rotor plus élevée sollicite la tôle perforée et l'équilibrage du rotor.

Inertie au démarrage : en combien de secondes le sécheur atteint-il sa vitesse ?

Le rotor du sécheur est lourd et, à chaque démarrage, le moteur doit porter cette masse de zéro à sa vitesse. Le temps de démarrage s'obtient approximativement par t = J · ω / T_acc. Hypothèses et calcul :

• Inertie rotor + poulie sur l'arbre du rotor J_r = 8 kg·m² (hypothèse)
• Inertie ramenée à l'arbre moteur : J = J_r / i² = 8 / 1,225² ≈ 5,3 kg·m² (l'inertie propre du rotor moteur allonge un peu le temps)
• Vitesse angulaire du moteur : ω = 2π × 1470 / 60 ≈ 153,9 rad/s
• Couple moteur moyen pendant le démarrage ≈ 1,5 × T_n ≈ 180 Nm (hypothèse ; pour le DRG-180M-4, T_n = 120,2 Nm, T_s/T_n = 2,0)
• Charge de frottement et de ventilation au démarrage ≈ 30 Nm (hypothèse) → couple d'accélération ≈ 150 Nm
• Temps de démarrage : t ≈ 5,3 × 153,9 / 150 ≈ 5,5 s

En démarrage direct, le moteur absorbe pendant ce temps environ 7,8 fois son courant nominal : 33,5 × 7,8 ≈ 261 A. Un relais thermique standard supporte généralement ce courant pendant quelques secondes, mais si le rotor est plus lourd ou si de la matière humide est restée sur la tôle, le temps s'allonge et le thermique déclenche au démarrage. En démarrage étoile-triangle, le couple en étoile tombe à environ un tiers (120,2 × 2,0 / 3 ≈ 80 Nm) ; après déduction des 30 Nm de charge, il reste environ 50 Nm de couple d'accélération et le même calcul donne environ 16 s. Le passage étoile-triangle doit donc être réglé après que le moteur approche de sa vitesse. Pour comparer les méthodes, voir la page démarrage étoile-triangle ; l'explication générale de l'inertie est dans notre article inertie et temps d'accélération dans le choix du moteur.

Essoreuse à vis : couple, réducteur et surcharge

Dans une essoreuse, une vis conique comprime films et paillettes humides pour en extraire l'eau et agglomère souvent partiellement la matière par la chaleur de frottement. La vis tourne lentement ; le moteur est donc raccordé via un réducteur. Couple en sortie de réducteur : T_sortie ≈ T_moteur × i × k.

• Moteur : DRG-200L-4, 30 kW, 1475 tr/min, T_n = 194,2 Nm
• Vitesse de vis 50 tr/min (hypothèse) → rapport de réduction i = 1475 / 50 = 29,5
• Coefficient de transmission du réducteur k = 0,95 (hypothèse)
• Couple nominal sur l'arbre de vis ≈ 194,2 × 29,5 × 0,95 ≈ 5 442 Nm ≈ 5,4 kNm

Si l'alimentation est irrégulière, la vis se remplit soudain de matière humide et dense et le couple dépasse la valeur nominale. Le DRG-200L-4 a un rapport de couple de décrochage (T_max/T_n) de 2,3 ; il encaisse une surcharge brève, mais en surcharge prolongée le relais thermique doit agir. Un simple verrouillage asservissant le convoyeur d'alimentation au courant du moteur d'essoreuse (l'alimentation s'arrête quand le courant monte) protège moteur et réducteur. Pour la vitesse et le couple en sortie de réducteur, utilisez le calculateur de sortie de réducteur.

Milieu humide : eau, vapeur et accumulation de fibres

Les moteurs DRG sont en protection IP55 et protégés contre les jets d'eau. Sur une ligne de lavage plastique, il existe en plus trois risques :

• Air humide en sortie de sécheur : l'évacuation d'air et d'eau du sécheur ne doit pas être dirigée vers le moteur ; si le ventilateur du moteur aspire cet air humide, la condensation dans la carcasse augmente.
• Accumulation de fibres et de papier d'étiquettes : les étiquettes et fibres plastiques collées sur la grille du capot coupent l'air de refroidissement ; le moteur chauffe même à courant normal. Contrôlez la grille en fin de poste.
• Nettoyage au jet : lors du nettoyage de la ligne, ne dirigez pas d'eau sous pression directement sur la carcasse ; les entrées de câble de la boîte à bornes doivent être orientées vers le bas.

Les paillettes humides qui s'accumulent sous le carter de courroie déséquilibrent la poulie et chargent davantage le roulement du moteur. Ouvrez et nettoyez périodiquement le carter de courroie.

Quel moteur DRG ? Tableau des modèles

Valeurs principales du modèle de 18,5 kW utilisé dans l'exemple du sécheur :

• Modèle : DRG-180M-4
• Puissance : 18,5 kW
• Vitesse nominale : 1470 tr/min
• Courant 400 V / 380 V : 33,5 A / 35,3 A
• Couple nominal : 120,2 Nm
• Ts/Tn · Tmax/Tn · Is/In : 2,0 · 2,3 · 7,8
• Arbre D×E : 48 × 110 mm
• Roulement avant : 6311-C3
• Couplage : 400/690 V, triangle (Δ) sous 400 V

Remplacement du moteur : liste de contrôle

• Relevez puissance, vitesse, tension, couplage et courant sur la plaque de l'ancien moteur ; ne changez pas le nombre de pôles.
• Mesurez l'entraxe des trous de pattes (A×B), la hauteur d'axe (H) et l'arbre D×E ; sur le DRG-180M-4, A×B = 279 × 241 mm et H = 180 mm.
• Sur le sécheur, reprenez telle quelle la poulie de l'ancien moteur ; si son moyeu ne correspond pas au diamètre d'arbre, la nouvelle poulie doit avoir le même diamètre.
• Contrôlez l'alignement des poulies à la règle ou au laser et réglez la tension de courroie selon la valeur du fabricant de courroie.
• Sur l'essoreuse, contrôlez l'alignement de l'accouplement (radial et angulaire) ; l'arbre d'entrée du réducteur et l'arbre moteur doivent être coaxiaux.
• Faites réaliser par l'électricien le raccordement, la mesure d'isolement et le réglage du relais thermique sur le courant nominal (sélection relais thermique, fusible et contacteur).
• Contrôlez le sens de rotation avant de poser la courroie ; si le rotor du sécheur tourne à l'envers, la matière est poussée vers l'entrée au lieu de la sortie.
• À la première mise en marche, chronométrez le démarrage, mesurez le courant en charge à la pince ampèremétrique et consignez les valeurs.

Moteurs de cette gamme de puissance

• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte
• DRG-180M-4 – 18,5 kW – 1470 tr/min – 180M fonte
• DRG-180L-4 – 22 kW – 1470 tr/min – 180L fonte
• DRG-200L-4 – 30 kW – 1475 tr/min – 200L fonte

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Questions fréquentes

Quelle puissance pour le moteur d'un sécheur de plastique ?

Sur les sécheurs centrifuges, la puissance du moteur se situe généralement entre 11 et 15 kW sur les petites lignes et entre 18,5 et 30 kW sur les lignes de grande capacité. La valeur exacte dépend de la longueur du rotor, de la capacité et des données du constructeur ; la plaque de l'ancien moteur reste la source la plus fiable.

Combien d'ampères consomme un moteur de 18,5 kW ?

Le DRG-180M-4 absorbe à pleine charge 33,5 A sous 400 V et 35,3 A sous 380 V. En démarrage direct, le courant atteint 7,8 fois le nominal, soit environ 261 A.

Pourquoi un sécheur centrifuge déclenche-t-il le thermique au démarrage ?

Le rotor étant lourd, le démarrage est long. De la matière humide restée sur la tôle, une courroie détendue ou trop tendue, un passage étoile-triangle réglé trop tôt et une tension réseau basse allongent le temps de démarrage. Mesurez ce temps et faites choisir la classe de déclenchement du thermique en conséquence.

Moteur 4 pôles ou 6 pôles sur une essoreuse ?

Le choix courant est un moteur 4 pôles avec réducteur ; la vitesse de vis s'obtient par le rapport de réduction. Un moteur 6 pôles demande un rapport plus faible pour la même vitesse de vis, mais sa carcasse est plus grande à puissance égale. Pour conserver la vitesse d'entrée du réducteur existant, ne changez pas le nombre de pôles de l'ancien moteur.

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