Moteur asynchrone triphasé : Comment préserver les performances et la durée de vie de vos moteurs ?

L’usure, les défauts d’alignement, les desserrages ou encore les vibrations des mécanismes de transmission de puissance sont des facteurs dégradant les performances des moteurs. Les contraintes mécaniques occasionnées augmentent la charge qui leur est appliquée. Ces circonstances provoquent une dérive des conditions initiales, avec notamment une augmentation du courant dans les bobinages. On relèvera de ce fait une consommation d’énergie supplémentaire et un échauffement pouvant dégrader l’isolation des bobinages et occasionner à plus ou moins long terme la panne du moteur.

L’utilisation des variateurs de vitesse permet de contrôler la vitesse de rotation d’un moteur électrique. réduire l’usage des pièces mécaniques. Par conséquent, la charge pesée sur l’activité de maintenance s’en voit réduite.

En outre, la maintenance préventive consistant à remplacer les pièces d’usure à des fréquences déterminées était jusqu’à aujourd’hui, la seule façon d’éviter l’immobilisation intempestive de la machine. Dorénavant les techniciens de maintenance peuvent compter sur de nouveaux moyens pour vérifier l’état des pièces mécaniques. Ils ont à leur disposition de nouveaux outils qui permettent notamment de vérifier l’alignement des pièces, l’usure des organes mécaniques par analyse des vibrations mais aussi l’échauffement des moteurs et ce, tout en gardant les machines en activité. Nous voilà ainsi entrés dans l’ère de la maintenance prédictive.

Le milieu industriel est inondé de perturbations. Le phénomène s’est accentué avec l’arrivée de certains dispositifs électroniques comme les alimentations à découpages, les démarreurs progressifs, les variateurs de vitesse, le matériel informatique ou encore certaines sources d’éclairage.

Toutes ces sources de perturbations sont génératrices de tensions transitoires, de déséquilibres des réseaux triphasés ou encore de distorsions harmoniques. Les trois phénomènes ont pour conséquence de réduire les performances des moteurs et de produire un échauffement supplémentaire amenant à la détérioration de leurs enroulements.

Le déséquilibre est généralement provoqué par une mauvaise répartition des charges sur le réseau triphasé. L’ajout d’un matériel monophasé sur le réseau est par conséquent une source de déséquilibre. Il est de fait conseillé de répartir les charges monophasées sur les 3 phases. Les moteurs sont impactés par le phénomène qui crée un couple de freinage et occasionne ainsi l’échauffement des bobinages et leur dégradation prématurée.

Les distorsions harmoniques sont produites majoritairement par des charges non linaires présentes sur le réseau. Ces charges de nature électronique utilisent un mode de fonctionnement basé sur un système de découpage du signal à des fréquences supérieures à celles du réseau d’alimentation (50hz en France). Le découpage produit des courants harmoniques de fréquences multiples de la fondamentale 50hz. Ces courants supplémentaires alimentent les enroulements des moteurs sans apporter d’utilité à leur fonctionnement car leur fréquence utile reste le 50hz.

Cette énergie est ainsi entièrement dissipée par les enroulements provoquant également un échauffement supplémentaire.

L’élimination régulièrement de la poussière et autres objets pouvant obstruer les ouïes d'aération et ailettes de refroidissement est essentielle pour maintenir les performances du système de refroidissement de la machine et notamment des moteurs.

Les moteurs asynchrones triphasés sont largement utilisés dans les applications industrielles en raison de leur simplicité de construction, leur robustesse et leur rendement élevé. Pour garantir leur longévité et leurs performances optimales, il est crucial de comprendre leur fonctionnement et d'adopter des pratiques d'entretien appropriées.

Le moteur asynchrone triphasé fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique. Le stator, alimenté par un courant alternatif triphasé, crée un champ magnétique tournant. Ce champ induit des courants dans le rotor, généralement en aluminium, provoquant sa rotation à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de synchronisme.

Les moteurs asynchrones triphasés présentent plusieurs avantages par rapport à leurs homologues monophasés ou synchrones :

• Rendement supérieur : Pour une masse donnée, ils offrent des performances jusqu'à 50% supérieures aux moteurs monophasés.
• Fiabilité accrue : Leur construction robuste les rend particulièrement fiables et adaptés à de nombreuses applications industrielles.
• Polyvalence : Ils conviennent à une large gamme d'applications, des pompes aux ventilateurs, en passant par les compresseurs.

Pour préserver les performances et prolonger la durée de vie desmoteurs asynchrones triphasés, plusieurs aspects doivent être pris en compte :

1. Contrôle de l'alimentation électrique : Assurez-vous que l'alimentation est équilibrée et exempte de perturbations harmoniques qui pourraient affecter le fonctionnement du moteur.
2. Utilisation de** variateurs de vitesse** : L'intégration de variateurs permet un contrôle précis de la vitesse de rotation, optimisant ainsi la consommation d'énergie et réduisant l'usure mécanique
3. Maintenance régulière : Un entretien préventif, incluant le nettoyage des ailettes de refroidissement et la vérification de l'alignement, est essentiel pour maintenir l'efficacité du moteur.
4. Surveillance de la température : Le contrôle régulier de la température de fonctionnement peut révéler des problèmes potentiels avant qu'ils ne deviennent critiques.
5. Analyse des vibrations : Cette technique permet de détecter précocement les défauts mécaniques qui pourraient affecter les performances du moteur.

L'avenir des moteurs asynchrones triphasés s'oriente vers une efficacité énergétique accrue et une intégration plus poussée dans l'industrie 4.0. Les développements récents incluent :

• Des moteurs à haut rendement de classe IE4, offrant une efficacité énergétique supérieure.
• L'intégration de capteurs intelligents pour une maintenance prédictive plus précise.
• L'utilisation de nouveaux matériaux pour améliorer les performances et réduire les pertes.

En adoptant ces pratiques et en restant à l'affût des innovations technologiques, les industriels peuvent optimiser l'utilisation de leurs moteurs asynchrones triphasés, garantissant ainsi des performances élevées et une longue durée de vie de ces composants

Les moteurs nécessitent peu d’entretien. Seulement leurs performances, fiabilités et durée de vie sont dépendantes de la mécanique qui leur est associée et de la qualité du réseau électrique qui leur est appliqué. C’est pourquoi, il est néanmoins nécessaire de contrôler régulièrement leur température de fonctionnement. Cet unique critère permet de révéler leur état de santé.