Moteur de ventilateur de brûleur : remplacement et accord de la vitesse

Pour remplacer le moteur d'un ventilateur de brûleur, deux conditions doivent être remplies en même temps : le nouveau moteur doit couvrir la puissance à l'arbre du ventilateur, et sa vitesse doit appartenir à la même classe de polarité que celle de la plaque de l'ancien moteur, en restant très proche. Dans les ventilateurs d'air de combustion, la roue est le plus souvent montée directement sur l'arbre du moteur : la vitesse du moteur fixe donc exactement la quantité d'air qui entre dans le brûleur. Par exemple, le DRG-112M-2 de 4 kW, classe 3000 tr/min, tourne à 2905 tr/min et absorbe 7,45 A sous 400 V. Un moteur de même puissance mais de vitesse différente ne donne pas le même débit, et le rapport air/combustible dérive.

C'est pourquoi un changement de moteur sur un brûleur n'est pas un simple échange de pièce mécanique. Une fois le moteur monté, le réglage de combustion doit être contrôlé par un service brûleur agréé avec une mesure des fumées, et le raccordement électrique, le réglage du relais thermique et le contrôle du sens de rotation doivent être confiés à un électricien qualifié. Sur un appareil équipé d'une rampe gaz, d'une surveillance de flamme et d'une chaîne de sécurité, sauter ces étapes est un risque direct. Vous pouvez filtrer les modèles correspondant à votre plaque par puissance, vitesse et carcasse parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne.

Qu'est-ce qu'un ventilateur de brûleur et quel est le rôle du moteur électrique ?

Le ventilateur de brûleur est le ventilateur qui souffle vers la tête de combustion l'air nécessaire à la combustion. « Ventilateur de brûleur » ne désigne ni un principe de fonctionnement ni un type de carter, mais un usage : le ventilateur intégré est le plus souvent centrifuge (radial) et, pour sa compacité, on y trouve fréquemment une roue à aubes inclinées vers l'avant, à nombreuses pales. L'air entre par l'ouïe de la roue, traverse le passage en forme de volute et atteint le volet d'air puis la tête de combustion.

Le ventilateur et le moteur sont des pièces distinctes. Le ventilateur comprend la roue, le passage d'air, le volet et l'ouïe d'aspiration. Le rôle du moteur est de faire tourner la roue à une vitesse donnée. On rencontre deux dispositions sur les brûleurs :

• Brûleur monobloc : le ventilateur est logé dans le corps du brûleur. Le moteur est fixé au corps par bride et la roue est montée en bout d'arbre (entraînement direct). Le moteur reste hors du flux d'air ; seuls son arbre et sa face de bride sont tournés vers le ventilateur.
• Brûleur duobloc : le ventilateur est une unité séparée reliée à la tête du brûleur par une gaine d'air [3]. Le moteur peut alors être posé sur un socle à pattes ou fixé par bride ; l'entraînement est direct ou par accouplement.

Les ventilateurs de brûleur équipent les chaudières à eau chaude et à vapeur, les chaudières à fluide thermique, les fours et lignes de séchage, les centrales d'enrobage et les réchauffeurs de procédé. Le ventilateur de tirage induit côté fumées et le ventilateur de tirage forcé d'une chaudière sont un sujet à part ; pour ceux-ci, voir notre article sur le moteur de ventilateur de chaudière industrielle.

Pourquoi un moteur de vitesse différente dérègle-t-il la combustion ?

Ce qui distingue le ventilateur de brûleur des autres ventilateurs, c'est que son débit d'air est accordé à la quantité de combustible. À la mise en service, le technicien règle les ouvertures de volet pour une vitesse de ventilateur précise. Selon les lois des ventilateurs, le débit varie proportionnellement à la vitesse, la pression avec le carré de la vitesse et la puissance avec son cube (détails : lois d'affinité dans les pompes et ventilateurs). Les exemples ci-dessous supposent que la plaque de l'ancien moteur indique 2850 tr/min :

La première ligne paraît minime mais compte sur un brûleur : environ 2 % d'air en plus à ouverture de volet identique, c'est une combustion en excès d'air ; les pertes par les fumées augmentent et la stabilité de flamme peut changer. Dans l'autre sens, un moteur plus lent réduit l'air et crée un risque de combustion incomplète, de suie et de monoxyde de carbone. Même un petit écart de vitesse entre deux moteurs de même polarité doit donc être corrigé par un réglage du service. La deuxième ligne est une erreur pure et simple : avec un moteur 4 pôles, le ventilateur ne peut pas produire la pression demandée par la tête de combustion. Remplacer le moteur 60 Hz d'un brûleur importé par un moteur de même polarité sur un réseau 50 Hz entraîne la perte de la troisième ligne ; dans ce cas, le choix du ventilateur doit être revu avec le fabricant du brûleur.

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Comment déterminer la puissance moteur d'un ventilateur d'air de combustion ?

On ne peut pas associer une puissance fixe au moteur d'un ventilateur de brûleur. Les facteurs sont : le débit d'air lié à la puissance du brûleur, la contre-pression de la tête et de la chaudière, le diamètre et le type d'aubes de la roue, la vitesse du ventilateur, la température et la masse volumique de l'air aspiré, et les éventuelles pertes d'accouplement ou de courroie. La relation de base :

P_arbre = Q · Δp / η_ventilateur (Q en m³/s, Δp en Pa, P en W) ; puissance moteur = P_arbre / η_transmission + marge.

Hypothèse d'exemple : débit d'air 1700 m³/h, pression du ventilateur 3500 Pa, rendement du ventilateur pris à 0,60, roue directement sur l'arbre (pas de perte de transmission).

• Q = 1700 / 3600 ≈ 0,472 m³/s
• P_arbre = 0,472 × 3500 / 0,60 ≈ 2,75 kW
• Marge de 15 % pour l'air froid, l'encrassement du filtre et le réglage : 2,75 × 1,15 ≈ 3,17 kW → 4 kW

Un moteur de 3 kW tournerait ici à environ 92 % de charge et pourrait déclencher en hiver, quand l'air est plus dense. Vous pouvez refaire le calcul avec vos propres valeurs dans le calculateur de puissance moteur pour pompe et ventilateur.

Les exemples du marché montrent l'étendue de la plage. Dans un catalogue de brûleurs monoblocs, les moteurs de ventilateur vont de 0,75 kW à 45 kW, en triphasé 400 V 50 Hz, avec une vitesse nominale de 2900 tr/min [1]. Le catalogue de brûleurs industriels d'un autre fabricant indique des moteurs de ventilateur de 450 W à 55 kW, à 2800 tr/min ; les plus petits modèles sont en monophasé 230 V [2]. La valeur exacte se lit sur l'étiquette du brûleur et dans les données techniques du fabricant.

Les informations à réunir avant de changer le moteur

Avant de déposer le moteur défectueux, notez les éléments suivants :

• Plaque de l'ancien moteur : kW, tr/min, tension (230/400 V ou 400/690 V), courant, fréquence.
• Étiquette du brûleur : type, plage de puissance, puissance indiquée pour le moteur du ventilateur.
• Fixation : type de bride (grande B5 ou petite B14), diamètre extérieur de bride, cercle de perçage, diamètre de centrage.
• Diamètre et longueur d'arbre (D×E), largeur de clavette ; mode de fixation du moyeu de la roue sur l'arbre.
• Position de la boîte à bornes et orientation de l'entrée de câble ; la boîte passe-t-elle une fois le capot du brûleur fermé.
• Mode de démarrage : direct, étoile-triangle ou variateur ; réglage du relais thermique dans le coffret du brûleur.
• Température ambiante de la chaufferie et présence éventuelle de poussière dans l'air aspiré.

Le partage des responsabilités est clair. Le choix du ventilateur, sa courbe, la conception de la roue et du carter ainsi que le réglage air/combustible relèvent du fabricant du brûleur et du service agréé. Le rôle du fournisseur de moteur est de fournir un moteur adapté à la puissance à l'arbre, à la vitesse, au montage et aux conditions ambiantes indiqués. Si la plaque est illisible, on peut travailler à partir des cotes ; comparez les dimensions d'arbre et de bride avec les valeurs de la page dessins techniques des moteurs DRG.

Vitesse, polarité et montage : comment le nouveau moteur s'adapte-t-il au brûleur ?

Choix de la vitesse et de la polarité

Les ventilateurs de brûleur doivent produire une pression élevée avec une petite roue ; la tête de combustion et la contre-pression de la chaudière augmentent la pression à fournir. Comme le diamètre de roue reste faible, la vitesse périphérique nécessaire ne s'obtient qu'à haute vitesse de rotation ; c'est pourquoi, dans les deux catalogues, les moteurs de ventilateur sont de classe 2 pôles [1][2]. Sur certains brûleurs récents, le ventilateur est piloté par variateur : la vitesse baisse à charge partielle et l'air est réglé conjointement avec le volet. Un catalogue indique une vitesse maximale de 3520 à 4100 tr/min pour les modèles à variateur [1], ce qui signifie que le moteur fonctionne au-dessus de la fréquence du réseau. Sur un tel brûleur, la fréquence maximale du variateur, la limite de vitesse mécanique du moteur et l'équilibrage de la roue doivent être confirmés à partir des données du fabricant du brûleur.

Bride, arbre et raccordement

Sur un brûleur monobloc, le moteur est fixé au corps par bride ; le type de montage exact se lit sur le plan du fabricant du brûleur. Un moteur dont le centrage et le cercle de perçage ne correspondent pas peut décaler la roue de son axe, même avec un adaptateur ; la roue frotte contre le carter ou vibre. Exemples tirés des cotes de bride B5 du catalogue DRG : en carcasse 90S/90L, diamètre extérieur de bride 200 mm, cercle de perçage 165 mm, centrage 130 mm ; en carcasse 112M, 250 / 215 / 180 mm. L'arbre mesure 24×50 mm en 90L et 28×60 mm en 112M. Les cotes de la petite bride B14 ne figurent pas au catalogue ; pour ce type, mesurez la bride de l'ancien moteur et transmettez les valeurs avant de commander.

La roue se monte sur l'arbre avec une clavette et une vis en bout d'arbre. Si la longueur d'arbre diffère, la roue se déplace dans le passage et le jeu à l'ouïe change. Après raccordement, faites tourner le moteur un court instant et vérifiez le sens de rotation : un ventilateur centrifuge qui tourne à l'envers déplace encore un peu d'air mais ne tient pas la pression ; le pressostat d'air met le brûleur en sécurité ou la combustion se dégrade. Le sens se corrige en inversant deux phases ; ce travail revient à un électricien qualifié. Certains petits brûleurs utilisent des moteurs à arbre ou bride hors standard ; un moteur IEC standard ne convient alors pas et la pièce de rechange doit venir du fabricant du brûleur.

Correspondance avec les moteurs DRG

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Gamme en boutique : carcasse aluminium 0,25–11 kW, carcasse fonte 0,55–355 kW ; 1000, 1500 et 3000 tr/min ; triphasé, 230/400 V ou 400/690 V ; montage B3, B5, B14 et B35 sur indication à la commande. Les petits moteurs de brûleur monophasés sont hors de cette gamme. Les modèles 2 pôles les plus souvent demandés pour les ventilateurs de brûleur :

Les modèles de 2,2 et 3 kW sont en 230/400 V et se couplent en étoile sur un réseau 400 V ; à partir de 4 kW, ils sont en 400/690 V, se couplent en triangle sur un réseau 400 V et conviennent au démarrage étoile-triangle. Pour une gamme plus large, voir la page Moteurs de ventilateur.

Moteurs DRG pour ventilateurs de brûleurs

• DRG-90L-2 – 2,2 kW – 2895 tr/min – 90L aluminium
• DRG-100L-2 – 3 kW – 2895 tr/min – 100L aluminium
• DRG-112M-2 – 4 kW – 2905 tr/min – 112M aluminium
• DRG-132S1-2 – 5,5 kW – 2930 tr/min – 132S aluminium
• DRG-132S2-2 – 7,5 kW – 2930 tr/min – 132S aluminium

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Moteur de ventilateur de brûleur : questions fréquentes

Quelle vitesse pour un moteur de ventilateur de brûleur ?

Elle doit appartenir à la même classe de polarité que la vitesse inscrite sur la plaque de l'ancien moteur ; la plupart des ventilateurs de brûleur fonctionnent avec un moteur 2 pôles, classe 3000 tr/min. Même dans une même classe, un petit écart de vitesse modifie le débit d'air : il faut donc contrôler le réglage de combustion après le changement.

Peut-on monter un moteur plus puissant sur un brûleur ?

On peut monter la puissance immédiatement supérieure à condition de garder la même vitesse et les mêmes cotes de fixation ; le moteur n'absorbe que la puissance demandée par le ventilateur. Mais une puissance supérieure implique souvent une carcasse plus grande et une autre bride : vérifiez d'abord que bride, arbre et boîte à bornes passent sous le capot du brûleur.

Combien d'ampères absorbe un moteur de ventilateur de brûleur de 4 kW ?

Le DRG-112M-2 absorbe 7,45 A sous 400 V et 7,84 A sous 380 V. Le courant de démarrage vaut 8,3 fois le courant nominal (environ 62 A sous 400 V) ; à prendre en compte pour le choix des fusibles et du contacteur.

Faut-il régler le brûleur après un changement de moteur ?

Oui. Si la vitesse du nouveau moteur diffère de quelques tours seulement de celle de l'ancien, l'air fourni par le ventilateur change. Un service brûleur agréé doit mesurer les fumées, refaire le réglage d'air et tester la chaîne de sécurité (pressostat d'air, surveillance de flamme).

Envoyez-nous l'étiquette de votre brûleur et la plaque de l'ancien moteur, et nous définirons ensemble le bon modèle DRG : téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact. 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). Pour tous les modèles et les prix actuels : Acheter un moteur électrique en ligne.

Sources

1. Oilon – Monoblock burners: Oil, gas and dual fuel – puissances des moteurs de ventilateur, 3~400 V 50 Hz, 2900 tr/min ; vitesse maximale des modèles à variateur
2. ELCO – Industry Catalogue (burners) – moteurs de ventilateur de 450 W à 55 kW, 2800 tr/min
3. ELCO – EK-DUO / RPD duoblock burners – unité de ventilation séparée reliée par une gaine d'air