Choisir le moteur électrique du ventilateur de recirculation d'un four de séchage

Le moteur du ventilateur d'un four de séchage se dimensionne non pas sur la puissance absorbée dans l'air chaud du four, mais sur celle absorbée lors d'un démarrage à froid. Exemple : un ventilateur de recirculation qui absorbe 3,4 kW à 180 °C demande environ 5,26 kW à la même vitesse lorsque le four est froid (20 °C). On choisit donc soit un moteur de 5,5 kW (DRG-132S-4), soit un moteur de 4 kW (DRG-112M-4, 1450 tr/min, 7,95 A sous 400 V) piloté par variateur à vitesse limitée pendant le démarrage à froid. Dans les deux cas, le moteur reste à l'extérieur du four et entraîne la roue par un arbre long.

Les 3,4 kW de l'exemple sont une hypothèse ; la valeur réelle figure dans les données du fabricant ou sur la plaque du ventilateur, et il faut toujours demander à quelle température d'air elle a été mesurée. Cet écart de charge lié à la température est la cause la plus fréquente des déclenchements du relais thermique par matin froid. Les raccordements du tableau, du relais thermique et du variateur doivent être réalisés par un électricien qualifié. Vous pouvez filtrer les modèles adaptés par puissance et vitesse dans Acheter un moteur électrique en ligne.

Pourquoi le démarrage à froid charge le moteur : masse volumique et puissance

La puissance d'un ventilateur est proportionnelle à la masse volumique de l'air véhiculé (à vitesse et résistance de circuit identiques). En chauffant, l'air devient moins dense, en proportion inverse de la température absolue : ρ = 1,204 × 293,15 / (273,15 + T). La puissance demandée par un ventilateur prévu pour 180 °C évolue ainsi selon la température du four :

À 20 °C, le rapport de puissance vaut (273,15 + 180) / (273,15 + 20) ≈ 1,55 ; 3,4 × 1,55 ≈ 5,26 kW. Sur l'arbre, cela représente ≈ 22,4 Nm à chaud et ≈ 34,6 Nm à froid ; le couple nominal du moteur de 4 kW est de 26,3 Nm. Tant que l'air du four n'a pas atteint environ 110 °C, le moteur de 4 kW est chargé au-delà de son nominal. Pour le cadre général du choix et du déclassement en ambiance chaude, voir notre article sur le déclassement du moteur en altitude et en ambiance chaude.

Lois des ventilateurs : petite variation de vitesse, grand écart de puissance

Pour un même ventilateur et un même air, le débit varie avec la vitesse, la pression avec son carré et la puissance avec son cube : P₂ = P₁ × (n₂ / n₁)³. C'est pourquoi réduire la vitesse au variateur absorbe efficacement la surcharge due à l'air froid. Puissance demandée par le même ventilateur dans l'air à 20 °C selon la fréquence :

La fréquence nécessaire pour redescendre à la limite de 4 kW est 50 × (4 / 5,26)^(1/3) ≈ 45,7 Hz. En pratique, on entre deux réglages dans le variateur : une fréquence maximale vers 45 Hz tant que le four est sous une température donnée, puis 50 Hz une fois chaud. La charge d'un ventilateur étant à couple variable, le variateur peut être réglé en mode « ventilateur/pompe » (couple variable) ; comme la charge chute vite à basse vitesse, le ventilateur propre du moteur suffit généralement à son refroidissement dans cette application. Pour le calcul détaillé, utilisez le calculateur de puissance moteur pompe et ventilateur et le calculateur VFD fréquence-couple-puissance.

Moteur hors du four : arbre long, disque de refroidissement et paliers

La roue du ventilateur de recirculation se trouve dans le four, son moteur à l'extérieur. L'arbre traverse la paroi et la chaleur remonte le long de l'arbre vers le moteur. Solutions utilisées pour protéger le moteur :

• Arbre de ventilateur sur paliers séparés : la roue tourne sur un arbre long porté par son propre palier ; le moteur l'entraîne par accouplement ou courroie. La chaleur du four et le poids de la roue ne chargent pas le roulement du moteur.
• Disque de refroidissement : un disque à ailettes monté sur l'arbre entre la paroi et le palier/moteur évacue la chaleur de l'arbre dans l'air en tournant.
• Lame d'air entre paroi et moteur : la bride du moteur ne doit pas reposer directement sur la paroi chaude ; utilisez une entretoise isolante ou une console.
• Air de refroidissement du moteur : si le ventilateur du moteur aspire l'air chaud autour du four, le moteur chauffe de l'intérieur ; prévoyez une entrée d'air frais extérieur dans le local moteur.

Dans les petits fours où la roue est montée directement sur l'arbre moteur, le poids de la roue et la chaleur du bout d'arbre vont droit au roulement côté entraînement. Dans ce cas, le diamètre d'arbre et l'alésage du moyeu doivent correspondre exactement. Caractéristiques utiles au montage du DRG-112M-4 de 4 kW à 4 pôles :

• Puissance: 4 kW (5,5 HP)
• Vitesse nominale: 1450 tr/min
• Courant 380 V / 400 V: 8,37 A / 7,95 A
• Couple nominal: 26,3 Nm
• Tension: 400/690 V (Δ/Y)
• Carcasse CEI: 112M
• Arbre D×E: 28 × 60 mm
• Longueur totale L: 394 mm
• Roulement: 6206-ZZ-C3

Température ambiante et isolation classe F

Le bobinage des moteurs DRG est spécifié au catalogue avec une isolation de classe F. La classe F indique la classe de température la plus élevée que le bobinage supporte, tandis que les valeurs nominales du moteur sont données pour une température ambiante normalisée. Si l'ambiance du local moteur, à côté du four, dépasse cette valeur, le moteur chauffe davantage à charge égale et doit être déclassé. Règle pratique : mesurez la température du local moteur avec un thermomètre ; si elle est élevée, corrigez d'abord la ventilation, puis choisissez si nécessaire la puissance supérieure. Le lien entre classe d'isolation et échauffement est détaillé dans notre article sur l'élévation de température et la classe d'isolation du moteur.

4 pôles ou 2 pôles ? Vitesse périphérique de la roue

Les ventilateurs de recirculation utilisent surtout des moteurs 4 pôles, à cause de la vitesse périphérique : v = π · D · n / 60. Une roue de 560 mm (hypothèse) tourne à environ 42,5 m/s avec un 4 pôles (1450 tr/min) et à environ 85,2 m/s avec un 2 pôles (2905 tr/min). Quand la vitesse périphérique double, la puissance est multipliée par près de huit selon les lois des ventilateurs et la limite de résistance de la roue peut être dépassée ; la vitesse maximale admise est une donnée du fabricant de la roue. Pour les grands ventilateurs lents, un moteur 6 pôles (par ex. DRG-132M1-6, 968 tr/min) peut être préféré.

Check-list : remplacement du moteur de ventilateur d'un four de séchage

• Demandez à quelle température d'air la puissance de la plaque du ventilateur est donnée ; calculez la charge à froid avec le rapport ci-dessus.
• Ne commandez pas de moteur avant d'avoir relevé puissance, vitesse, carcasse, arbre D × E et forme de construction (B3, B5, B35) de l'ancien moteur.
• Si la roue est montée sur l'arbre moteur, contrôlez le moyeu par rapport au diamètre d'arbre et à la largeur de clavette (F = 8 mm en carcasse 112M).
• Vérifiez que le disque de refroidissement est en place et intact et que le moteur ne touche pas la paroi chaude.
• Contrôlez l'entrée d'air frais du local moteur ; le ventilateur du moteur ne doit pas aspirer d'air chaud.
• Réglez le relais thermique sur le courant de plaque (DRG-112M-4 : 7,95 A sous 400 V, 8,37 A sous 380 V) ; l'outil sélection relais thermique, fusible et contacteur vous aide.
• Avec variateur, saisissez la fréquence maximale pour four froid et les temps de rampe.
• Comparez le sens de rotation avec la flèche de la roue ; un ventilateur centrifuge tournant à l'envers souffle encore, mais débit et pression chutent et le séchage s'allonge.
• Faites le premier démarrage four froid et mesurez le courant ; s'il dépasse la plaque, limitez la vitesse ou fermez le registre.

Moteurs de cette puissance : modèles DRG pour ventilateurs de four de séchage

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Les modèles ci-dessous couvrent la plage de puissance courante des ventilateurs de recirculation ; le tableau présente les versions en fonte, et des options à carcasse aluminium jusqu'à 11 kW sont aussi en boutique.

• DRG-100L2-4 – 3 kW – 1500 tr/min – IEC 100L fonte
• DRG-112M-4 – 4 kW – 1500 tr/min – IEC 112M fonte
• DRG-132S-4 – 5,5 kW – 1500 tr/min – IEC 132S fonte
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1500 tr/min – IEC 132M fonte
• DRG-132M1-6 – 4 kW – 1000 tr/min – IEC 132M fonte
• DRG-112M-2 – 4 kW – 3000 tr/min – IEC 112M fonte

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Questions fréquentes

Quelle puissance de moteur pour le ventilateur d'un four de séchage ?

Il faut la puissance à chaud du ventilateur × le rapport des masses volumiques froid/chaud. Pour un ventilateur de 3,4 kW à 180 °C, la puissance à froid est ≈ 5,26 kW : soit un moteur de 5,5 kW, soit un 4 kW avec variateur.

Pourquoi le moteur du ventilateur disjoncte-t-il quand le four est froid ?

L'air froid est plus dense et le ventilateur absorbe plus à vitesse égale. À 20 °C, la puissance vaut environ 1,55 fois celle à 180 °C ; le moteur est chargé au-delà de son nominal pendant ce temps.

Un variateur est-il nécessaire sur un ventilateur de four ?

Pas obligatoire, mais c'est la manière la plus simple de gérer la charge à froid. La puissance chutant avec le cube de la vitesse, environ 45,7 Hz au lieu de 50 Hz suffisent pour revenir à 4 kW.

Combien d'ampères consomme un moteur de ventilateur de 4 kW ?

Le DRG-112M-4 à 4 pôles absorbe 7,95 A sous 400 V et 8,37 A sous 380 V à pleine charge. Pour les autres puissances, voir le tableau des courants moteur.

Envoyez-nous la puissance, la vitesse et la dimension d'arbre relevées sur la plaque de votre machine : nous déterminerons ensemble le modèle DRG adapté. Téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact drgmotor.com/fr/contact. Pour consulter directement les modèles : Acheter un moteur électrique en ligne.