Écrit par : Todd Huston, Baldor Electric Company, Directeur des comptes de l’industrie

Les gros moteurs c.a. représentent un investissement considérable. Faire le bon choix et l’entretien adéquat sont essentiels pour garantir la fiabilité et la performance à long terme. Il existe de nombreux facteurs qui entrent dans la spécification d’un gros moteur c.a. (généralement plus gros que 500 CV à 1800 tr/min), mais le plus important c’est la compréhension de l’application, connaître les conditions environnementales, et déterminer le schéma de protection.

L’objectif de cet article sera sur les facteurs environnementaux et les procédures de maintenance qui ont un impact sur la conception de moteur et sa fiabilité. Les conditions environnementales, en particulier la température ambiante et l’altitude, ont un effet sur l’ensemble de conception du moteur. Les gros moteurs c.a. sont conçus pour un fonctionnement jusqu’à une température ambiante de 40 ˚C et une altitude de 1000 mètres. Pour chaque augmentation de 100 mètres d’altitude, le moteur doit être déclassifié par 1 %. Par conséquent, à une altitude de 2000 mètres, le moteur devra être déclassifié par 10 %.

Pour une température ambiante au-dessous de 40 ˚C, la conception et les critères de sélection se concentrent essentiellement sur les matériaux et la lubrification. Généralement, aucune modification n’est requise pour une température ambiante jusqu’à environ -20 ˚C. Pour des températures ambiantes en dessous de cela, cependant, la première considération est la lubrification. Pour les roulements lubrifiés à la graisse, assurez-vous que la graisse est adapté à l’air ambiant et est compatible avec les recommandations du fabricant. Les roulements lubrifiés à l’huile dans des conditions de température ambiante basse nécessiteront un réchauffeur du carter d’huile à commande thermostatique pour maintenir l’huile à une température acceptable.

lorsque la température ambiante chute en dessous de -25 ˚C, il faut plus tenir compte des types de matériaux utilisés dans la fabrication. Les changements de matériau les plus courants seront dans les ventilateurs, les arbres, les châssis et les supports d’extrémité. Les ventilateurs peuvent avoir besoin d’être changé de plastique pour l’acier ou le bronze. Le matériau de l’arbre va probablement être modifié d’un matériel standard, comme AISI 1040, à un alliage à haute résistance comme AISI 4140. Les châssis en fonte et les supports d’extrémité seront généralement changés de fonte grise à fonte ductile due à la nature fragile de la fonte grise en conditions de températures ambiantes basses.

Ces changements de matériau devront être effectués à diverses plages de température ambiante entre -25 ˚C et de -60 ˚C, selon le matériau standard et l’application. En plus de température ambiante basse, les environnements difficiles des industries de ressource nécessitent d’autres considérations. Des conditions communes pour des environnements difficiles comprennent les installations extérieures, les atmosphères corrosifs ou salins et l’exposition aux matériaux abrasifs. Dans ces scénarios, on doit tenir compte de la bonne enveloppe de moteur et de la protection de roulement.

Les moteurs totalement hermétiques sont mieux adaptées à ces conditions difficiles. Comme le nom l’indique, ce moteur est encloisonné au point d’empêcher le libre-échange de l’air entre l’intérieur et l’extérieur de la machine. Le moteur complètement hermétique et refroidi par ventilateur (TEFC) est le plus commun et le type de moteur thermique le plus connu. Les moteurs TEFC comptent sur un ventilateur monté sur l’arbre pour souffler de l’air de refroidissement sur le côté strié du châssis, alors que la chaleur rayonne à partir de l’intérieur du moteur. Cependant, cette configuration a des limites de dimension. Comme la puissance augmente, la capacité pour le moteur à émettre de la chaleur à l’extérieur du châssis devient de plus en plus difficile.

Lorsque vous allez au-delà de la disponibilité du moteur TEFC traditionnel, vos choix principaux deviennent des moteurs complètement hermétiques refroidi par air-air (TEAAC) et refroidi à eau-air (TEWAC). TEAAC est un moteur qui dispose d’un échangeur de chaleur air-air monté sur le moteur pour assurer le refroidissement. TEWAC est un moteur qui est refroidi grâce à l’utilisation d’un échangeur de chaleur eau-air. Comme le TEFC, le TEAAC utilise un ventilateur externe entraîné par un arbre afin de forcer l’air refroidi à travers les tubes de l’échangeur de chaleur. Les ventilateurs internes distribuent la chaleur créée par le moteur autour des tubes de l’échangeur de chaleur, assurant ainsi le refroidissement.

La méthode de l’échangeur de chaleur eau-air dans le moteur TEWAC est plus efficace. Il permet également au dimensionnement de moteur d’être similaire aux machines ouvertes. Si une quantité suffisante d’eau de refroidissement propre est disponible, TEWAC est un bon choix. Protéger les roulements du moteur est également un domaine qui nécessite une prise en considération minutieuse dans des environnements difficiles. Divers degrés de protection sont disponibles des élingueurs de l’arbre aux isolateurs de roulement sans contact à multi-labyrinthe. Consulter le constructeur du moteur pour déterminer le niveau approprié de protection de roulement qui s’aligne avec le niveau d’exposition auquel le moteur sera soumis.

La maintenance de gros moteur c.a. commence dès la réception de l’équipement. L’entreposage et l’installation appropriés, et des pratiques de maintenance continue sont essentiels à la fiabilité de gros moteur c.a. Si le moteur ne doit pas être installé immédiatement, suivez les procédures d’entreposage du fabricant. Autant que possible, les moteurs devraient être entreposés à l’intérieur dans un environnement à climat contrôlé, et les appareils de chauffage (si équipé) devraient être utilisés pour éliminer la condensation. Pour les moteurs à roulement à manchon, il faudrait ajouter de l’huile. Pour tous les moteurs, les arbres devraient périodiquement être tournés à la main pour distribuer la lubrification à travers le boîtier, et éviter d’endommager le roulement et l’ensemble rotatif. Le calendrier à long terme de relubrification d’entreposage devrait être respecté.

Lors de l’installation d’un moteur, s’assurer que la fondation est correctement conçue pour fournir une fondation massive de niveau qui n’affectera pas la dynamique du moteur et de l’équipement entraînée. De nouveau, suivre les recommandations du fabricant pour le calage approprié et l’alignement.

Une maintenance de routine doit être adoptée. En plus de respecter le programme de lubrification requis, les paramètres du moteur devraient être vérifiés pour éviter une tendance négative. La surveillance suggérée des paramètres de moteur pourrait comprendre le courant, les vibrations et la température des roulements et les enroulements. Pour les applications de service critique, ces paramètres peuvent avoir besoin d’être contrôlés sur une base continue.

En conclusion, en raison de l’investissement réalisé dans les gros moteurs c.a., il est important de comprendre et de bien communiquer vos besoins au fournisseur de moteur. Comprendre l’application et l’environnement, ainsi que d’avoir en place de saines pratiques pour l’entreposage, l’installation et l’entretien — permettra de s’assurer que le moteur fournira une fiabilité à long terme.

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