Contrôle des moteurs électriques

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Contrôle et expertise Contrôle et expertise
prévisionnels des prévisionnels des
moteurs électriquesmoteurs électriques
IntroductionIntroduction
ÆIl s ’agit de techniques de contrôle et/ou d ’expertise préventifs
prévisionnels des moteurs électriques, à savoir:
–effectués machine en fonctionnement (de préférence en charge)
–sans perturbation de la production
–sans démontage du moteur
ÆA l ’inverse d ’autres contrôles très performants, mais effectués à
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l ’atelier, moteur démonté.

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PrincipesPrincipesPrincipesPrincipes
ÆUne étude par EPRI (Electric Power Research Institute) montre que les
défauts de moteur sont :
–9% liés à des problèmes de rotor.
–38% liés à des problèmes de stator.
–42% liés à des problèmes de roulement.
ÆL ’analyse vibratoire permet la détection des défauts de type
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mécanique (roulement, alignement, balourd, etc …)
ÆLes technologies présentées ci-après permettent la détection des
problèmes d ’origine électrique.
Techniques disponiblesTechniques disponiblesTechniques disponiblesTechniques disponibles
ÆLes contrôles suivants peuvent être envisagés, en fonction
du type de moteur:
–
Mesure et analyse du Flux Magnétique
–Analyse spectrale et temporelle des courants statoriques ou
rotoriques
–Mesure des déséquilibres entre phase (amplitude et/ou
déphasage dans les moteurs triphasés)
Md tttid
’b
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–
M
esure
d
es couran
t
s e
t
t
ens
i
ons
d
’
ar
b
re
–Mesure des températures (carcasse et surface)
–Analyse des vibrations

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Types de défautTypes de défautTypes de défautTypes de défaut
ÆDéfaut de barres rotoriques (moteur AC)
ÆDéfaut d’isolement
(
moteur AC
)
()
ÆDéfaut du circuit d ’alimentation (moteur DC et AC piloté)
ÆPassage de courants d ’arbre au travers des roulements (micro-
érosion)
Æ
Cycles de fonctionnement (surcharge)
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Æ
Cycles
de
fonctionnement
(surcharge)
11-- La vibration : périodique/ponctuelLa vibration : périodique/ponctuel11-- La vibration : périodique/ponctuelLa vibration : périodique/ponctuel
ÆDétection des problèmes de barres rotoriques sur les moteurs AC
–Modulation des pics vibratoires liés à la vitesse de rotation du moteur par
Nb Pôl Gli
Nb
re
Pôl
e x
Gli
ssement
ÆDétection des problèmes d ’alimentation (thyristors) sur les moteurs à
courant continu (DC)
–Apparition de pics vibratoires sous-multiples de 300 Hz (par exemple 150
Hz ou 50 Hz)
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ÆDétection de défauts liés à une «non-homogénéité »de l’entrefer
–Pics situés à 100 Hz dans les spectres de vibrations

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22-- Les courants statoriques : Les courants statoriques :
périodique/ponctuelpériodique/ponctuel
22-- Les courants statoriques : Les courants statoriques :
périodique/ponctuelpériodique/ponctuel
ÆDans les moteurs AC :
–Détection, quantification et suivi des problèmes de barres
rotoriques par l ’analyse de la modulation du pic à 50 Hz par
Nbre pôle x Glissement (SF ou Slip Frequency)
33 dB
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NPxSF
22-- Les courants statoriques : PonctuelLes courants statoriques : Ponctuel22-- Les courants statoriques : PonctuelLes courants statoriques : Ponctuel
ÆDans les moteurs AC
–Déséquilibre mesuré simultanément au minimum entre deux
phases (variation de charge) : contrôle de l
’
équilibre des
phases
(variation
de
charge)
:
contrôle
de
l
équilibre
des
amplitudes et du déphasage (120°)
–Analyse du signal temporel du courant (distorsion) et du spectre
(harmoniques) EL - MESURE ELECTRIQUE
ELECTRIQUE-PH1 PHASE Nø1 ROUTE SPECTRE
03/30/01 11:47:43
GLOBAL= 191.33 G-DG
RMS = 190.25
LOAD = 100.0
T/M = 985.
T/S = 16.42
0
100
200
300
400
500
600
700
10-1
100
101
102
103
RMS Amplitude en AMP
Enregistrement du courant de démarrage
(passage étoile
triangle par exemple)
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ROUTE F D'ONDE
03/30/01 11:47:43
RMS = 190.77
CR (+) =278.97
CR (-) =279.02
FactCR= 1.46
0 5 10 15 20 25 30 35 40
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
Temps enMS
Amplitude en AMP
Libellé: LPC5 HORS RT -A-1
0
100
200
300
400
500
600
700
Fréquence en Hz
Fréq:
Ord:
Spec:
50.00
3.046
190.76
(passage
étoile
-
triangle
par
exemple)

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33-- Le flux magnétique : périodiqueLe flux magnétique : périodique33-- Le flux magnétique : périodiqueLe flux magnétique : périodique
ÆDétection des défauts d ’isolement dans le stator et suivi
de l ’évolution de la dégradation :
S i i d l t d i él t i lié à l it d
–
S
u
i
v
i
d
ans
l
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s
à
l
a v
it
esse
d
e
rotation et leur modulation
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RPM
RPM RPM
RPM
RPM
44-- Les courants rotoriques : ponctuelLes courants rotoriques : ponctuel44-- Les courants rotoriques : ponctuelLes courants rotoriques : ponctuel
ÆDans les moteurs DC :
–Détection des problèmes de redressement du courant
(thyristors) par l ’étude du signal temporel du courant : forme des
arches, amplitudes des arches, phénomènes transitoires
1026 - PRESSE DORRIES 3
10261035 -IND COURANT D'INDUIT Analyser F D'ONDE
11/30/99 10:53:08
dB = 26.48
CHRG = 90.0
T/M = 1214.
T/S = 20.24
CR (+) =44.92
CR (-) =35.33
FactCR= 2.13
0
20
40
60
A
mplitude en AMPS
Idem pour les courants statoriques des
moteurs DC
Etude des variations d ’amplitude
(pompage ou modulation)
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-40
-20
0
Temps enMS
A
Temp:
Ampl:
2.939
-18.30