Moteurs sous variateur au-delà de 90 kW : roulements et flasques dédiés | NDR

Moteurs sous variateur au-delà de 90 kW : pourquoi il faut des roulements et des flasques dédiés

Le variateur de fréquence est désormais la norme, même sur les grandes puissances. Il régule la vitesse, réduit la consommation et adoucit les démarrages. Cependant, au-delà de 90 kW, un moteur standard raccordé à un variateur peut développer un problème invisible au départ : les courants de paliers. C’est pourquoi les moteurs sous variateur de grande taille doivent être choisis avec quelques précautions spécifiques.

Ce qui se passe dans les roulements d’un moteur sous variateur

Le variateur n’alimente pas le moteur avec une sinusoïde propre. Il l’alimente avec des impulsions de tension très rapides. Il en résulte une tension entre l’arbre et la carcasse.

Lorsque cette tension dépasse la résistance du film de lubrifiant, elle se décharge à travers le roulement. Chaque décharge est minuscule. Mais elle se répète des milliers de fois par seconde, pendant toutes les heures de fonctionnement.

Avec le temps, les pistes du roulement se marquent de sillons réguliers, semblables aux cannelures d’une planche à laver. La graisse se dégrade aussi plus vite. Le moteur devient d’abord bruyant, puis il commence à vibrer, et enfin le roulement cède.

Pourquoi le risque augmente au-delà de 90 kW

Sur les petits moteurs, le phénomène existe, mais il reste généralement contenu. Avec la taille, en revanche, la longueur de l’arbre et les dimensions du rotor et du bobinage augmentent. La tension d’arbre et les courants qui peuvent circuler dans le moteur augmentent donc eux aussi.

Ces courants ne s’arrêtent pas toujours au moteur. À travers l’accouplement, ils peuvent atteindre les roulements du réducteur ou de la machine entraînée.

Sur un moteur de grande puissance, une panne de roulement coûte cher. Il n’y a pas que la pièce de rechange : il y a surtout l’arrêt de la machine. C’est pourquoi il vaut mieux traiter le problème au moment du choix du moteur, et non après la première panne.

Les solutions : roulements et flasques conçus pour le variateur

Il n’existe pas de solution unique. En pratique, le choix dépend de la puissance, du variateur, de la longueur des câbles et du type de machine. Plusieurs exécutions sont disponibles parmi les moteurs que nous proposons.

Roulements isolés

Le roulement possède une bague revêtue d’une couche isolante, qui interrompt le passage du courant. Il se monte généralement côté opposé à l’accouplement. Sur les puissances les plus élevées, ou dans des cas particuliers, les deux côtés sont isolés.

Roulements hybrides à billes céramiques

Les billes en céramique ne conduisent pas le courant. C’est pourquoi elles constituent le choix le plus efficace lorsque les courants sont élevés ou que le variateur travaille à des fréquences de découpage importantes.

Flasques réalisés sur mesure

En alternative, l’isolation peut être intégrée dans le flasque, au niveau du logement du roulement. L’avantage est pratique : le roulement reste standard, donc l’entretien et le remplacement restent simples. Le flasque peut aussi être adapté à l’application, par exemple pour loger des roulements à rouleaux lorsque la charge radiale est élevée.

Mise à la terre de l’arbre

Une bague ou un balai de mise à la terre décharge le courant avant qu’il n’atteigne le roulement. On l’associe souvent à un roulement isolé du côté opposé, afin de protéger également la machine entraînée.

Pas seulement les roulements

Sous variateur, le bobinage compte aussi. Les pics de tension sollicitent l’isolation ; sur les grandes puissances, une isolation renforcée mérite donc d’être envisagée.

Il y a ensuite le refroidissement. À bas régime, le ventilateur calé sur l’arbre ne suffit pas. Dans ces cas, la motoventilation maintient le moteur à la bonne température à n’importe quelle vitesse. Enfin, si le contrôle de vitesse ou de position est nécessaire, le moteur peut être équipé d’un codeur.

L’installation joue aussi son rôle : des câbles blindés, des mises à la terre correctes et, si nécessaire, des filtres sur le variateur réduisent les tensions qui arrivent au moteur.

Comment nous choisissons la bonne exécution

Lorsqu’un constructeur nous demande un moteur de plus de 90 kW sous variateur, nous partons de quelques questions. Quelle est la puissance et à quelle vitesse le moteur travaille-t-il ? Quel est le variateur et quelle est la longueur du câble ? Quelle machine est reliée à l’arbre ?

Sur cette base, nous indiquons l’exécution la plus adaptée parmi celles disponibles. Ainsi, le moteur arrive déjà prêt pour le variateur, sans modifications ultérieures et sans surprises après les premiers mois de fonctionnement.

Si vous concevez une machine avec des moteurs de grande puissance sous variateur, écrivez-nous à info@ndr.it : nous évaluerons ensemble la solution la plus adaptée.