EPM Démarreurs électrolytiques pour moteurs à bagues de 550 à 20 000 kW - AOIP
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EPM
Démarreurs électrolytiques pour
moteurs à bagues de 550 à 20 000
kWEPM
10-12-2021
Les démarreurs électrolytiques EPM sont utilisables sur des moteurs à bagues de 500 kW à
20 000 kW. Ils fourniront la puissance de démarrage nécessaire à leur entraînement par
variation de la résistance.
Démarrage progressif
Grande souplesse d'utilisation
Fiabilité, robustesse
Personnalisation des produits
Entretien réduit
Description
Les démarreurs électrolytiques EPM sont utilisables sur des moteurs à bagues de 500 kW à
20 000 kW. Ils fourniront la puissance de démarrage nécessaire à leur entraînement par
variation de la résistance. Adaptés au démarrage d'applications difficiles et de forte puissance,
les EPM assurent un démarrage progressif et sans à-coup mécaniques des installations de :
ventilation
broyage et concassage
bandes transporteuses
pompes…
Ils sont utilisés dans de nombreux secteurs: mines, carrières, cimenteries, traitement de l'eau,
industries tertiaires. Ils sont aussi adaptés aux applications plus particulières telles que
déchiqueteuses de voitures, mélangeurs de plastique et broyeurs de canne à sucre.
Un grand nombre de modèles et options sont disponibles selon la puissance de démarrage
nécessaire, de l’inertie de la machine entraînée et de l’application. N’hésitez pas à nous
contacter et nous expliquer votre besoin précisément (aidez-vous de la rubrique Informations
nécessaires à la quotation d’un démarreur), nos équipes vous coteront le démarreur adéquat
ainsi que les options à y associer éventuellement.
Vous trouverez ci-dessous la description des différents éléments d’un démarreur EPM et son
principe de fonctionnement.
Informations nécessaires à la sélection d’un démarreur
Machine à entraîner :
Type (Broyeur, convoyeur…)
Données rotoriques : Puissance moteur, tension rotorique, courant rotorique
Vitesse de rotation en tr / min
Montage simple ou en duo
Température ambiante : Valeur minimum, maximum et moyenne
Temps de démarrage en secondes
Couple de démarrage : Cn
Nombre de démarrages par heure
Nombre de démarrages consécutifs
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10-12-2021
Pays d’installation
Description
Un démarreur EPM est constitué des éléments suivants :
une résistance électrolytique composée d'une cuve d'électrolyte et d'un bloc
électrodique dont les dimensions sont appropriées à la puissance du moteur
un coffret d'appareillage MT pour le court-circuiteur
un coffret contrôle-commande BT.
Cuve : En tôle d'acier de 30/10 mm à 50/10 mm selon le type de démarreur, la cuve est munie
d'anneaux de levage.
La capacité et les dimensions sont fonction de la puissance du démarreur.
Le remplissage de la cuve s'effectue par une trappe de chargement et la vidange par une vanne
condamnable sur la position "en service".
Agitateur : L'agitateur permet, par brassage de l'électrolyte, d'utiliser au mieux le volume et la
surface d'échange calorifiques du démarreur.
Electrolyte : Il est constitué, en général, d'une solution de carbonate de sodium. Le niveau de
l'électrolyte est surveillé par un système magnétique à flotteur permettant, d'une part
l'asservissement, d'autre part l'activation d'un relais de défauts avec contacts libres sur bornier.
Le refroidissement de l'électrolyte est obtenu par convection naturelle et circulation forcée au
moyen de l'agitateur.
La température de l'électrolyte est contrôlée par plusieurs thermostats :
un thermostat général d'asservissement empêchant tout cycle de démarrage si la
température est trop élevée. Il active également le relais de défauts.
un thermostat de commande de l'agitateur
un thermostat de commande du dispositif antigel (option) par thermo-plongeur au
voisinage de 0°C.
Blocs électrodiques : Disposés en ligne, au nombre de trois, les blocs électrodiques
comprennent chacun une électrode fixe et une électrode mobile.
Un compartimentage en polypropylène assure l'isolement entre phases.
Les électrodes moulées sont constituées de parties cylindriques concentriques qui, en position
"résistance minimum", s'interpénètrent sans toutefois entrer en contact.
L'électrode fixe, située à la partie inférieure du compartiment isolant, est alimentée par une
barre de cuivre isolée. Cette barre ne traverse aucune paroi de la cuve et remonte directement
dans le coffret d'appareillage. Il n'y a donc aucun risque de fuite d'électrolyte.
L'électrode mobile se déplace verticalement à l'intérieur du compartiment isolant, en coulissant
sur un guide de nylon. Elle est supportée par deux fortes tiges de laiton fixées à une traverse
porte-électrodes. Cette traverse, commune aux trois électrodes mobiles, constitue le point
neutre.
Compte tenu de la faible densité de courant – de l'ordre de 1 A au cm² – la durée de vie des
électrodes est extrêmement longue.
Commandes des blocs électrodiques :
Moteur d'entraînement des électrodes mobiles : Le déplacement de la traverse porte-électrodes
est commandé par un système vis mère et noix entraîné par un ensemble motorisé (moto-
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réducteur ou moteur + variateur ou servo moteur).
Un volant permet une éventuelle commande manuelle des électrodes.
Les temps de démarrage sont réglables de 20 à 130 secondes, par sélection des rapports de
réduction et des vitesses du moto-réducteur.
Sur option, avec un moteur d'entraînement équipé d'un variateur de vitesse, les temps de
démarrage sont réglables de 10 à 150 secondes.
Sécurités et verrouillages : Des interrupteurs fin de course contrôlent, d'une part, le
fonctionnement du motoréducteur
et commandent, d'autre part, le court-circuiteur qui élimine la résistance résiduelle en fin de
démarrage.
Une protection par relais thermique déclenche le moto-réducteur en cas de blocage accidentel.
Un verrouillage électrique évite qu'un nouveau démarrage ne soit entrepris tant que les
électrodes mobiles ne sont pas revenues à leur position de départ.
Ce retour à la position de départ s'effectue automatiquement après fermeture du court-
circuiteur.
Dans le cas où une coupure d'alimentation se produit en cours de démarrage, lors de la remise
sous tension de l'installation la remontée de l'ensemble mobile se fait également
automatiquement. Ainsi un nouveau cycle de démarrage du moteur est possible.
Coffrets d'appareillage et de contrôle/commande : Les organes d'asservissement (court-
circuiteur, relayage, circuit de contrôle ...) du démarreur sont rassemblés et incorporés dans
deux coffrets séparés : un coffret MT contenant le court-circuiteur et un coffret BT de contrôle-
commande.
Des presses-étoupes peuvent être fournis.
Le coffret MT est généralement intégré à l'ensemble. Il peut cependant être séparé dans
quelques cas particuliers, en fonction de la marque d'appareillage et de son calibre (par
exemple 2000 A / 5000 V).
Principe
On associe à tout moteur à bagues un démarreur rotorique
dont l'intensité de démarrage ne dépasse pas deux fois l'intensité nominale en moyenne.
Le couple moteur doit être parfaitement adapté au couple résistant de la machine par le choix
judicieux des résistances de démarrage.
La supériorité du démarreur EPM réside dans le fait qu'il est à résistance autovariable. Ce type
de démarreur permet d'assurer des démarrages excellents avec montée en vitesse progressive
et sans à-coup, mais il répond aussi à certains besoins tels que variation de vitesse (glissement)
et freinage à contre-courant.
Son principe met en oeuvre une résistance électrolytique à électrodes mobiles dans un niveau
constant.
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On obtient une grande variation de résistance par déplacement des électrodes au sein de
l'électrolyte.
En fin de démarrage, la résistance est éliminée par un court-circuiteur.
Avantages des démarreurs AOIP pour moteurs à bagues
Accélération progressive sans à-coups / Freinage possible par réinsertion de la
résistance
Forte adaptabilité des démarreurs aux besoins spécifiques :
Valeur de résistance facilement modifiable, même par l’utilisateur
Possibilité de commande manuelle des électrodes
Possibilité d'associer un servomoteur de régulation et un échangeur thermique pour
les utilisations de forte puissance nécessitant des démarrages fréquents et/ou une
variation de vitesse
Temps de démarrage standard (réglés en usine) : 20 s, 30 s, 40 s, 60 s, 80 s et 130 s.
(En option, avec moteur d'entraînement équipé d'un variateur de vitesse, temps de
démarrage réglables de 5 s à 300 s)
Tension rotorique jusqu’à 3500 V
Possibilité de coupler les EPM (EPM duo) entre elles pour moteurs de forte puissance,
pour piloter simultanément deux moteurs identiques ou pour réduire les contraintes
mécaniques
Tropicalisation, chauffage anti-gel, système anti-condensation, échangeur de
température…
Matériel robuste et fiable :
Maintenance réduite (changement d’électrolyte tous les 10 ans)
Niveau électrolytique surveillé par un système magnétique à flotteur
Température d'électrolyte contrôlée par thermostats, refroidissement par convection
naturelle et brassage par agitateur
Faible densité de courant des électrodes : de l'ordre de 1 A/cm²
Protection de l'appareillage de commande : IP 54 (IP 55 en option)
Démarrage silencieux, pas de ventilateur utilisé
Technologies et principe des démarreurs AOIP pour moteurs à
bagues
Les démarreurs électrolytiques AOIP pour moteurs à bagues, également appelés démarreurs à
résistance liquide (Liquid Resistance Starters, LRS) utilisent des résistances électrolytiques
mobiles. Chaque démarreur est constitué de 3 cuves (une par phase) contenant le liquide
conducteur appelé électrolyte (Eau mélangée à du sel, habituellement du Carbonate de
Sodium) et deux électrodes immergées. L’une est fixée dans le bas de la cuve, l’autre est
mobile et positionnée dans l’alignement vertical à la première en haut de la cuve. Ces deux
électrodes sont en acier inoxydable (ou bronze en option), de forme cylindrique qui peuvent
s’emboiter.
La valeur de résistance obtenue est déterminée par la distance entre les deux électrodes, par la
concentration de Carbonate de Sodium et la température de l’électrolyte. Le niveau et la
température de l’électrolyte sont contrôlés respectivement par un flotteur et des thermostats
déclenchant une alarme lors d’un dépassement des limites.
Par modification de la distance entre les électrodes, on obtient une variation précise de la
résistance et donc un ajustement de la tension d’alimentation et une réduction du courant et du
couple de démarrage, ce qui constitue les objectifs recherchés (voir partie Pourquoi utiliser
un démarreur pour moteur à bagues).
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La concentration en Carbonate de Sodium est définie selon les données démarreur, celles de la
machine à entraîner (telles que couple de démarrage requis) et les conditions ambiantes.
Le démarreur fait diminuer petit à petit la résistance au cours du démarrage, ce qui assure un
démarrage progressif de la machine entraînée, contrairement aux à-coups inhérents aux
démarreurs utilisant des électrodes fixes. A la fin de la phase de démarrage, la résistance est
court-circuitée.
Avantages des électrodes mobiles
Certains fabricants de LRS n’utilisent pas d’électrodes mobiles mais font varier le niveau de
l’électrolyte pour faire varier la valeur de la résistance. Cette solution implique d’utiliser une
pompe de circulation, ce qui comporte deux inconvénients majeurs :
La pompe est un élément qui nécessite plus d’entretien que le reste du démarreur
La variation du niveau d’électrolyte se fait plutôt lentement, ce qui empêche de faire
varier la résistance suffisamment rapidement pour certaines applications (Contrôle de
chute sur broyeurs à boulets par exemple).
Pourquoi utiliser un démarreur pour moteur à bagues
Pour démarrer un moteur à bagues, le couple d’accélération doit être plus élevé que le couple
de résistance. Plus l’inertie du moteur est élevée, plus le couple d’accélération doit l’être
également, sinon le démarrage sera très long et le moteur pourrait être endommagé.
Si un moteur à bagues est démarré directement, sans l’aide d’un démarreur :
Le courant absorbé par le moteur à l’allumage sera extrêmement élevé. Par exemple,
un moteur de 110 kW avec un courant nominal de 205 A et un ratio courant
d’allumage / courant nominal égal à 6 absorbe 1230 A au démarrage, ce qui réduit
considérablement la tension au niveau du transformateur MT / BT et peut
endommager les autres équipements qui y sont connectés. En général, un ratio de
10% maximum est accepté.
Le couple de démarrage sera également très élevé. Par exemple, pour un moteur de
110 kW avec un ratio couple de démarrage / couple nominal égal à 2,4, le couple est
appliqué par l’arbre moteur sur la machine entrainée, ce qui conduit à un
vieillissement prématuré du couple mécanique (arbre de transmission ou courroie de
transmission) ou même à la casse de la machine entraînée.
Afin de diminuer le courant et le couple nécessaires au démarrage, il faut réduire la tension
d’alimentation du moteur. Si elle est diminuée par deux, le courant absorbé l’est également.
Par exemple, pour un moteur au ratio couple de démarrage / couple nominal égal à 2 et un ratio
courant de démarrage / courant nominal égal à 6 sous une tension nominale de 400 V : Si la
tension d’alimentation est réduite à 200 V, le courant absorbé sera seulement égal à 3 fois le
courant nominal et le couple sera réduit du carré de la baisse de tension d’alimentation, soit un
couple moteur de 2 / (2²) = 0,5 fois le couple nominal.
Réduire la tension d’alimentation du moteur se fait à l’aide de résistances placées en série sur
chaque phase du circuit rotor. Les résistances sont soit des grilles métalliques (refroidies dans
de l’air ou de l’huile), soit des résistances électrolytiques.
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Spécifications
Caractéristiques :
Référence Puissance maximum du moteur
Cd / Cn = 0,7 Cd / Cn = 1 Cd / Cn = 1,4 Cd / Cn = 2
EPM1/1 1600 kW 1100 kW 790 kW 550 kW
EPM2/1 2600 kW 1800 kW 1300 kW 900 kW
EPM3/1 5200 kW 3700 kW 2600 kW 1850 kW
EPM3/2 6400 kW 4500 kW 3200 kW 2250 kW
EPM4/1 7800 kW 5500 kW 3900 kW 2750 kW
EPM4/2 13000 kW 9100 kW 6500 kW 4550 kW
EPM1/1 DUO 2 x 1600 kW 2 x 1100 kW 2 x 790 kW 2 x 550 kW
EPM2/1 DUO 2 x 2600 kW 2 x 1800 kW 2 x 1300 kW 2 x 900 kW
EPM3/1 DUO 2 x 5200 kW 2 x 3700 kW 2 x 2600 kW 2 x 1850 kW
EPM3/2 DUO 2 x 6400 kW 2 x 4500 kW 2 x 3200 kW 2 x 2250 kW
EPM3/1 DUO 2 x 7800 kW 2 x 5500 kW 2 x 3900 kW 2 x 2750 kW
EPM4/2 DUO 2 x 9100 kW 2 x 6500 kW 2 x 4550 kW
Puissance maximum du moteur donnée pour un démarrage/heure et trois démarrages
consécutifs à partir de l'état froid.
Différents modèles permettent d'adapter le démarreur en fonction de la puissance du (ou des
deux) moteur(s) et de l'inertie de la machine entraînée.
Les plages d'emploi des démarreurs EPM sont données ci-dessus à titre d'exemple car
interviennent d'autres facteurs non négligeables, pour de bonnes conditions de démarrage ;
temps et cadences de démarrage, couple, type et charge de la machine, température
ambiante, etc...
Tension rotorique entre bagues : 3500 V max
Temps de démarrage standards : 20, 30, 40, 60, 80, 130 s réglés en usine
Niveau d'électrolyte surveillé par système magnétique à flotteur
Température d'électrolyte contrôlée par thermostats
Refroidissement de l'électrolyte par convection naturelle et brassage par agitateur
Faible densité de courant des électrodes : de l'ordre de 1 A/cm².
Spécifications additionnelles
Démarreur EPM DUO Pour entraîner une machine nécessitant une forte
puissance et pour mieux répartir les efforts
mécaniques, il est parfois préférable de faire
appel à deux moteurs de puissance donnée au
lieu d'un seul de puissance double.
Un démarreur DUO est alors utilisé pour assurer
une accélération rigoureusement identique aux
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deux moteurs.
Le démarreur EPM DUO est constitué de deux
résistances électrolytiques dont les valeurs sont
équilibrées par communication entre les deux
cuves. Les commandes des électrodes mobiles
sont accouplées mécaniquement afin d'assurer un
synchronisme parfait du déplacement des jeux
d'électrodes avec un seul moto-réducteur.
Enfin, pour que le court-circuitage soit
rigoureusement simultané, un seul contacteur,
hexapolaire ou tétrapolaire, élimine les deux
résistances en fin de démarrage.
Démarreur EPM avec échangeur Ce modèle permet de répondre aux applications
nécessitant :
- de fortes cadences de démarrage
- des variations de vitesse ou un glissement
permanent du moteur.
Tous les modèles EPM peuvent être équipés d'un
système échangeur par adjonction d'un
servomoteur de régulation et d'un échangeur
thermique.
La dissipation et la capacité calorifique du
démarreur sont augmentées de façon importante.
Cet échangeur nécessite la fourniture d'une
arrivée d'eau.
Electrolyte Composition : sel conditionné en sachets à
dissoudre dans de l'eau potable et huile anti-
évaporation
Contrôle de température par thermostat 16 A /
400 V
Contrôle du niveau par transparence des bacs
Antigel (option) Protection jusqu’à -20°C
Il doit être prévu dès la mise en service du
démarreur car, ajouté à un électrolyte, il en
modifie la résistivité. Il peut être utilisé tout au
long de l'année.
Il est constitué d'un thermo-plongeur et d'un
thermostat.
Spécifications générales
Modèle Capacité cuve Dimensions (H x L x l) Poids (cuve vide)
EPM1/1 1000 l 2000 x 1700 x 1230 720 kg
mm
EPM2/1 1500 l 2000 x 2120 x 1360 850 kg
mm
EPM3/1 3000 l 2290 x 2510 x 1660 1230 kg
mm
EPM4/1 5000 l 2500 x 2950 x 1860 1650 kg
mm
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EPM1/1 DUO 2 x 1000 l 2000 x 2760 x 1520 1500 kg
mm
EPM2/1 DUO 2 x 1500 l 2000 x 2945 x 2030 1800 kg
mm
EPM3/1 DUO 2 x 3000 l 2290 x 3580 x 2560 2450 kg
mm
EPM4/1 DUO 2 x 5000 l 2500 x 4020 x 2950 2800 kg
mm
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Modèles et accessoires
Démarreurs :
EPM1/1 Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 1
EPM2/1 Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 2
EPM3/1 Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 3
EPM4/1 Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 4
EPM1/1 DUO Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 1 – Double cuve
EPM2/1 DUO Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 2 – Double cuve
EPM3/1 DUO Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 3 – Double cuve
EPM4/1 DUO Démarreur électrolytique à électrodes plongeantes – Taille 4 – Double cuve
Livrés en standard avec :
Cuve en acier trois compartiments en polypropylène (un par phase), guides
d’électrode et isolants
3 électrodes fixes et 3 électrodes mobiles
Contacteur de court-circuitage
Coffret MT IP54 pour les connections avec les câbles du rotor
Coffret de contrôle BT IP65 pour les commandes
Moteur électrodes, alimentation 400 V / 50 Hz 3 phases
Agitateur et moteur agitateur, alimentation 400 V / 50 Hz 3 phases
Coffret de commande alimenté en 230 V / 50Hz monophasé
Contacteurs position haute et basse des électrodes
Thermostat (85°C) de sécurité pour l’électrolyte
Thermostat de contrôle de l’agitateur (40°C) lorsque que le démarreur est court-
circuité
Détecteur de niveau d'électrolyte
Peinture RAL7030
Electrolyte et huile anti-évaporation pour un remplissage
Documentation complète : Schémas mécaniques et électriques, diagramme de
câblage, plan de masse, liste des pièces détachées, manuel de maintenance et
d’opération en FR / EN / DE / IT / RU / ES
Options et accessoires :
Electrodes haute résistance en bronze
Autre tension d’alimentation pour moteur électrodes et moteur agitateur
Autre teinte de peinture
Autre langue de manuel d’utilisation et de maintenance
Tropicalisation
Résistance anti-condensation dans le coffret BT
Résistance anti-gel dans la cuve
Transformateur dans le coffret BT pour fournir le 230 V
Temps de démarrage variable
Détection de blocage du rotor
Relevage de balais
Capteur de position des électrodes
Afficheur de température électrolyte
IP55 pour le coffret MT
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Échangeur de chaleur pour les démarrages difficiles ou nombreux (électrolyte-eau ou
électrolyte-air)
Variation de vitesse du moteur principal
Variation rapide du couple pour les broyeurs
Rapport de variation de résistance de 1 à 100 au lieu de 1 à 50
Certification CSA et UL, certification GOST
Résistance finale d’insertion
Résistance de glissement
Toits
Presse étoupe
Automate et programmation
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