Augmentez la durée de vie du moteur grâce à des entraînements à fréquence variable à énergie propre

Il y a un grincement et un grognement perpétuel provenant du moteur. Ce grondement inquiétant augmente lentement chaque jour à un niveau microscopique. C'est le symptôme que les roulements commencent à s'éroder. Les experts automobiles ont déclaré que 50 % des pannes de moteur sont causées par des défauts de roulements.

Les principales causes de défaillance des roulements (80 %) sont mécaniques, parmi lesquelles :

Ces problèmes peuvent être gérés avec des soins appropriés et un plan de maintenance efficace. Il existe d'autres sources de problèmes de roulements, telles que les entraînements à fréquence variable (VFD), les courants induits dans les roulements (qui nécessitent certaines mesures pour éviter un vieillissement prématuré) et les pannes de moteur.

Depuis leur introduction il y a plus de 40 ans, les VFD ont eu un impact considérable sur l’industrie. Grâce à l'utilisation de l'électronique de puissance, ils permettent un contrôle précis du couple et de la vitesse du moteur, en adaptant le mouvement délivré au besoin exact. Les utilisateurs bénéficient d’économies d’énergie et subissent ainsi moins de contraintes sur la transmission/la transmission du moteur.

Historiquement, les avantages de la technologie VFD ont un coût. Les VFD non à la pointe de la technologie présentent des inconvénients tels que les harmoniques, les interférences électromagnétiques (EMI), la tension delta sur le temps delta (dv/dt), nécessitant l'utilisation de filtres encombrants et limitant la longueur des câbles.

Les phénomènes les moins compris dans de nombreuses applications sont les courants électriques circulant dans les roulements du moteur, communément appelés courants de roulement. Les courants de roulement sont à l’origine des piqûres, des cannelures et du givrage des roulements à billes et des chemins de roulement.

Les roulements des moteurs électriques sont conçus pour 100 000 heures de fonctionnement. Cela représente plus de 11 ans d’utilisation quotidienne continue. Lorsque les roulements tombent en panne (50 % des pannes de moteur), la conséquence n'est pas seulement le coût de la réparation.

La première conséquence est une maintenance non planifiée et le coût de la perte de production. Il existe également un risque potentiel de dommages aux charges mécaniques et aux accouplements fixés à l'arbre du moteur. Cela peut se produire en conséquence directe d'une défaillance du roulement ou lors de la maintenance réactive effectuée après la défaillance.

En ce qui concerne la maintenance réactive, plusieurs études ont démontré que 28 % des travailleurs sont plus susceptibles d'avoir un accident du travail lorsqu'ils effectuent une maintenance réactive plutôt qu'une maintenance proactive.

Les temps d'arrêt de production associés à une maintenance réactive et imprévue ont des conséquences négatives, notamment une perte de production, des délais non respectés, une perte de revenus, une augmentation des coûts de personnel pour compenser la perte de production et le coût des réparations elles-mêmes.

La tension de mode commun est définie comme la tension aux bornes du point neutre du moteur et de la mise à la terre du système. La tension du neutre à la terre (tension de mode commun) peut être calculée en termes de tension phase-terre comme la somme moyenne des trois tensions.

Pour un moteur triphasé alimenté par un signal de tension triphasé, lorsque le système est bien équilibré, ces trois signaux de tension ont théoriquement la même amplitude avec un déphasage de 120 degrés. Dans ce scénario, un moteur à courant alternatif (CA) équilibré doit être entraîné par une source CA triphasée équilibrée et la tension de mode commun sera nulle.

Lorsqu'un moteur est entraîné par un VFD ordinaire, la commutation rapide des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) génère trois signaux de modulation de largeur d'impulsion (PWM) haute fréquence. Étant déséquilibrés, ils sont à l'origine d'une différence de tension non nulle (tension de mode commun) entre le point neutre du moteur et la mise à la terre du système.

La structure du moteur AC, combinée à ce signal PWM haute fréquence, rend les capacités parasites du moteur (également appelées capacités parasites) non négligeables.

Le circuit de capacité parasite est la source d'une tension d'arbre lorsque le moteur tourne et que la tension de mode commun n'est pas nulle. La haute fréquence du PWM peut faire en sorte que cette tension d'arbre génère des étincelles et des arcs électriques à travers le lubrifiant du roulement, ce qui entraîne des piqûres et des cannelures sur les chemins de roulement.