Un moteur électrique haute tension WEG de 6 865 kW

UN MOTEUR WEG AU CŒUR DU PLUS GROS BROYEUR INDUSTRIEL AU
MONDE…
« Le plus gros broyeur industriel au monde est équipé par un moteur électrique WEG
de 6 865 kW, capable de réduire 450 véhicules hors d'usage à l'heure en tout petits
morceaux »
Exploité par le Sims Group Ltd, dans les ABP (Ports britanniques associés) de
Newport au Royaume-Uni, le LYNXS, le plus gros broyeur industriel au monde, est
capable de traiter 450 véhicules hors d'usage à l'heure.
Un moteur électrique haute tension WEG de 6 865 kW, 40 tonnes et 14 pôles (420
tr/min) se trouve au cœur du broyeur LYNXS. Conçu en partenariat avec Sims Metal,
le moteur à induction à rotor bobiné de 11 kV entraîne les marteaux qui broient les
véhicules hors d'usage et autres déchets métalliques. Directement relié à une
alimentation électrique secteur, le moteur WEG est refroidi à l'eau, son bâti est
spécialement renforcé pour prendre en charge les poussées exceptionnellement fortes
qui peuvent atteindre 116 tonnes sur le roulement côté entraînement du moteur.
Le nouveau broyeur LYNXS s'inscrit dans le programme d'investissements de
11millions d'euros dans le terminal ABP à Newport effectué par le Sims Group, la
société de recyclage de métaux est détenue par des intérêts australiens. Capable de
traiter 350 tonnes de métal à l'heure, c'est le tout dernier modèle qui donne un
rendement amélioré pour tous les métaux. Le broyeur LYNXS contribue aussi aux
investissements permanents du Sims Group au niveau de la technologie de
récupération en vue du recyclage des matériaux non métalliques, comme le plastique
et le verre, par exemple.
Comme l'explique Stuart Wilcox, directeur technique du groupe chez Sims Metal au
Royaume-Uni, qui était chargé de donner une évaluation précise du moteur afin de
sélectionner celui qui serait le mieux adapté aux conditions du projet de méga-broyeur
:
« Traditionnellement, le facteur clé en ce qui concerne les gros broyeurs est le moteur
d'entraînement car le processus de broyage exige un énorme couple avec une
alimentation du moteur continuellement variable pouvant atteindre 2,5 par unité. En
revanche, sur notre modèle, nous avons inversé cette situation, car le moteur WEG
est capable de produire plus de couple que nécessaire et cela, avec une capacité
thermique accrue. À la suite d'une visite dans les bureaux d'études et l'usine de
fabrication de WEG au Brésil où a été conçu ce modèle. Nous étions conscients des
exigences extrêmes de notre industrie, WEG connaissait les capacités de ses
moteurs. Nous avons commencé par une feuille blanche, et nous avons réuni ces
deux listes d'exigences, pour aboutir à un moteur qui satisfait et même surpasse
toutes les exigences de notre cahier des charges.
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« Nous avons dû régler de nombreux problèmes dans la conception de ce moteur;
notamment celui des vibrations provenant du processus de broyage, conjuguées à
une charge de 116 tonnes exercée sur le roulement côté entraînement du moteur. Il a
fallu concevoir un bâti renforcé spécial comprenant six fixations des pieds (au lieu des
quatre fixations habituelles). En plus de cela, il fallait que les deux refroidisseurs d'eau
soient amovibles à partir du haut de la machine sans avoir à déposer le couvercle de
protection afin de minimiser les temps d'arrêt. Et nous avons aussi, étant donné la
grande quantité de poussière et de saletés dans l'atmosphère qui entoure le broyeur,
mis au point un nouveau système de filtration d'air afin de renforcer la fiabilité du
moteur et minimiser les temps d'arrêt, nous avons conçu le moteur afin de faciliter
l'accès dans l'enceinte à bague collectrice.
« Ayant finalisé le cahier des charges électrique et mécanique du moteur, nous nous
sommes ensuite intéressés à l'équipement de contrôle : l'ensemble de support
nécessaire pour exploiter et optimiser le fonctionnement du moteur. Travaillant en
collaboration avec WEG UK, nous avons repéré un ensemble support qui comprenait
une batterie de condensateurs avec correction de facteur de puissance, un
appareillage pour le stator de moteur principal, un système de gestion moteur et des
relais de commande à facteur de correction de puissance à la pointe de la
technologie, ainsi qu'un régulateur de température de liquide avec un système
refroidisseur pour le circuit du rotor.
« La batterie de correction du facteur de puissance est reliée en permanence aux
bornes du moteur de 11 kV par l'intermédiaire du relais de gestion du facteur de
puissance afin de toujours maximiser le facteur de puissance du moteur. La deuxième
partie de cet ensemble de régulation, le régulateur de température du liquide est relié
au circuit du rotor du moteur, et implique essentiellement les barres de commande
entraînées par le moteur et alimentées par un onduleur, dans l'électrolyte. Au fur et à
mesure que la charge exercée sur le moteur augmente ou diminue, les barres montent
ou descendent respectivement dans l'électrolyte, ce qui fait varier la résistance du
rotor du moteur et par conséquent, la capacité de couple du moteur. Ce principe de
contrôle garantit que le moteur fonctionne toujours à son rendement optimal pendant
toutes les opérations de broyage. Un échangeur thermique à refroidissement par eau
contribue également à optimiser le rendement. Il est situé sur le toit de la salle des
machines et refroidit l'électrolyte dans la cuve, particulièrement quand le moteur
fonctionne en état de surcharge avec dérapage maximum ».
Alimenté par une grande bande transporteuse inclinée, le moteur haute tension WEG
est installé dans une salle des machines surélevée. L'opération de broyage primaire
qu'il exécute est suivie d'opérations secondaires faisant appel à des grilles de
calibrage qui trient l'ensemble des métaux ferreux et des métaux non ferreux ; des
postes magnétiques qui séparent les métaux ; des postes de triage à la main afin de
retirer certains métaux tels que le cuivre, et des postes de refroidisseurs cyclones qui
font appel à un débit d'air grande vitesse pour trier les matériaux lourds des matériaux
légers. Les postes de refroidisseurs cyclones comprennent deux moteurs WEG 315
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kW, 6pôles ; ce sont les deuxièmes plus grands moteurs installés sur le broyeur
LYNXS après celui du broyeur de 11 kV. Ils sont commandés par des systèmes à
variateur de vitesse WEG CFW09 qui assurent le contrôle nécessaire des
refroidisseurs pour pouvoir trier les matériaux tels que le plastique, le caoutchouc, les
fibres de moquettes et le verre. La majorité de ces matériaux sont envoyés chez Sims
Metal pour le recyclage. Par contre, les matériaux en vrac désignés par métaux
fragmentés, qui sont séparés par les principales opérations du broyeur sont exportés
et vendus dans le monde entier.
Le succès du broyeur Sims Newport s'est traduit par une nouvelle commande de la
société qui a demandé un autre moteur haute tension WEG similaire à celui-ci pour
entraîner un autre broyeur LINXS en Australie. « C'est l'une des dix commandes de
moteurs de broyeur haute tension que nous avons reçues depuis que le broyeur
Newport a été mis en vente, » a confirmé Richard Emery, responsable Produits Haute
Tension chez WEG UK. « L'application Sims Newport constitue une preuve de plus de
la performance et de la fiabilité de nos moteurs haute tension dans les applications les
plus rigoureuses. D'autres sociétés l'ont également remarqué, ce qui s'est traduit par
un carnet bien rempli pour les moteurs WEG pour grosses machines ».
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