Industrie Mag - Le journal de l'industrie.

L’utilisation des variateurs de vitesse dans les moteurs électriques permet de réduire considérablement leur consommation d’énergie. Malheureusement, ils sont aussi à la source des tensions de l’arbre du moteur qui peuvent entraîner des détoriations dans les roulements qui, à terme, résulteront dans un dysfonctionnement du moteur avec des frais importants. Les bagues de protection AEGIS dirigent les tensions d’arbre hors des roulements vers la terre et empêchent ainsi leur rainurage et leur défaillance.

Aujourd’hui, la plupart des moteurs CA et CC sont équipés de variateurs de vitesse (VFD). Le recours aux VFD offre plusieurs avantages, entre autres une amélioration du facteur de puissance, un prolongement de la durée de service du matériel entraîné ainsi qu’une diminution de l’ordre de 30 % de la consommation d’électricité. Les nouveaux variateurs de vitesse les plus performants peuvent même éviter l’interruption des procédés en cas de perturbation du réseau de courte durée.

Les moteurs CA avec variateur de vitesse (VFD) utilisent une modulation de largeur d’impulsions (PWM) très rapides pour contrôler la vitesse du moteur, causant des pics de tension importantes. Si l’impédance de charge est supérieure de l’impédance de ligne, des tensions en mode commun induites sur l’arbre du moteur peuvent se décharger sur les roulements du moteur. Ces décharges peuvent survenir des millions de fois par heure ; ainsi, le chemin du roulement tout entier est rapidement recouvert de ces cratères provocant un dépolissage ou un rainurage. Quel que soit le type de dommage au roulement ou à ses chemins, il en résulte un dysfonctionnement du moteur, généralement très coûteux avec des frais de réparation ou de remplacement pouvant atteindre plusieurs milliers d’euros.

Le taux de défaillance varie selon les conditions, mais il a été constaté que la majorité des défaillances se produit entre 3 et 12 mois après la mise en service du moteur. Tous les moteurs CA et CC contrôlés par variateurs de vitesse ou inverseurs électroniques peuvent être victimes de ce type de panne dans leurs roulements, indépendamment de la taille du châssis ou de la puissance du moteur.

Si les roulements de l’arbre du moteur sont isolés (recommandé pour de grands moteurs CA avec plus de 75 kw), les courants induits de haute fréquence se déchargeront par les arbres du matériel entrainé, causant des cratères d’électroérosion dans les roulements.

Mais il existe une solution fiable et à faible coût : la bague AEGIS® qui dirige les tensions d’arbre hors des roulements vers la terre. La tension passe à travers l’arbre, les microfibres conductrices, le boîtier de la bague, les éléments (ou époxy conducteur) utilisés pour joindre la bague au moteur, et jusqu’à la terre.

AEGIS : Des bagues de mise à terre dotés d’une technologie révolutionnaire : le nano-écartement

Disposées autour de l’arbre du moteur, les bagues de protection d’arbre à la terre AEGIS® dotées de la technologie brevetée de nano-écartement assurent ainsi un contact électrique efficace même si le contact physique est interrompu. Contrairement à la technologie traditionnelle qui utilise des balais de charbon pour assurer la mise à terre, les microfibres à haute conductivité AEGIS ont fait preuve d’une usure de moins de 0,025 mm après 10 000 heures de test. Elles peuvent donc opérer pendant plus de 200 000 heures, ce qui excède dans la plupart des cas la durée de vie du moteur. Ainsi, une fois la bague montée, les centaines de milliers de microfibres conductrices qui sont fixées dans la rainure FiberLock brevetée s’adapteront au diamètre de l’arbre, en conservant le nano-écartement. Celui-ci, via un chemin à faible impédance qui permettra une mise à la terre de l’arbre fiable avec ou sans contact – donc en permanence.

Une efficacité prouvée

Dans un moteur non équipé d’une bague de mise à terre, l’électroérosion se produit avec un pic entre 20 et 80 volts (10 à 40 volts en crête) selon le type de moteur, le type de roulement, l’âge du roulement, etc. La courbe du signal montre une augmentation de la tension d’arbre suivie d’une brusque décharge transcrite par un segment vertical. Cela peut se produire des milliers de fois à la seconde, selon la fréquence porteuse. La décharge correspondant au segment vertical à l’extrémité arrière de la tension est une ultra haute fréquence dv/dt avec une fréquence de décharge typique de 1 à 125 MHz.

Avec une bague AEGIS® installée, la tension d’arbre de crête à crête est généralement observée entre 2 et 10 volts (1 à 5 volts en crête) sur la surface nue d’un arbre en acier en fonction de la puissance du moteur, du bruit de la terre, de la conductivité de l’arbre etc. La tension peut être réduite davantage en appliquant un enduit d’argent colloïdal sur l’arbre qui permettra une plus grande conductivité de sa surface et un transfert d’électrons plus efficace vers les pointes des microfibres conductrices. Le signal apparaît sous la forme d’une courbe de faible amplitude crête à crête, avec une décharge normale de faible amplitude.

Bagues de protection AEGIS® : un produit (une solution adaptable à tous les moteurs) qui s’adapte à tous les moteurs

Moteurs CC, moteurs CA, moteurs verticaux ou horizontaux, de basse ou de moyenne tension : il existe une solution pour presque tout type de moteur. En plus, toutes les bagues de la série AEGIS® PRO sont fabriquées sur mesure aux dimensions fournies.

Le montage se fait à l’intérieur ou à l’extérieur. Pour ce faire, AEGIS® propose des supports de montage universels ainsi que des supports fabriqués sur mesure qui seront conçus par une équipe d’ingénieurs expérimentés dans les applications spéciales.

Les bagues de protection d’arbre à la terre AEGIS® peuvent être installées dans les moteurs de toutes puissances, allant d’une fraction de cheval jusqu’aux plus larges alimentés en moyenne tension et présents dans pratiquement toutes les applications commerciales et industrielles.