Une durée de vie plus longue pour les moteurs électriques
Comment les câbles blindés peuvent réduire les courants porteurs nocifs
Lors de l’utilisation de moteurs électriques équipés d'un variateur de fréquence, des courants de fréquences indésirables apparaissent souvent, ce qui peut considérablement réduire la durée de vie des roulements du moteur.
Des scientifiques de l'université technique de Darmstadt ont étudié ces courants de palier et ont découvert qu'il était possible de les réduire dans certains cas à l'aide de câbles d'alimentation moteur blindés.
Les courants de palier sont des courants indésirables qui se produisent pendant le fonctionnement des moteurs électriques. Ils circulent à travers les roulements qui relient le rotor mobile au stator fixe du moteur. Les courants de palier se produisent principalement dans les entraînements dont la vitesse est modifiée à l'aide d'un convertisseur de fréquence et peuvent endommager considérablement les paliers.
En particulier si le concept de mise à la terre est inadéquat, des courants de palier peuvent apparaître avec des densités de courant élevées qui font fondre ou même évaporer le métal dans la bague de roulement. Il en résulte des cratères et des "riffs" dans le roulement, qui se manifestent par des vibrations accrues et une usure plus rapide. Souvent, cela entraîne la défaillance du roulement quelques mois seulement après son installation.
Il existe quatre types de courants porteurs, chacun étant influencé par différents facteurs et ayant des effets plus ou moins importants :
- Les courants capacitifs dans les roulements qui sont causés par la tension aux bornes du palier et à la circulation de courants de compensation. Ils sont généralement trop faibles pour être nocifs.
- Les courants de décharge des roulements (EDM) sont des courants de décharge pulsés. Ils peuvent se produire lorsqu'une tension s'accumule à travers le film lubrifiant dans le roulement jusqu'à ce que le film lubrifiant soit électriquement rompu.
- Les courants circulaires de palier sont des courants circulaires dans la machine électrique. Ils sont provoqués par un flux magnétique annulaire à haute fréquence autour de l'arbre, qui induit une tension le long de l'arbre.
- Des courants de palier rotor-terre peuvent apparaître lorsque le rotor de l'entraînement électrique est en outre mis à la terre par le biais d'un engrenage ou d'un autre équipement et que son impédance de terre est inférieure à celle du stator. Proportionnellement, le courant s'écoule du carter du moteur vers l'arbre via les roulements et vers le rotor via la connexion à la terre. Cependant, en concevant le roulement de manière appropriée, en utilisant des roulements hybrides ou en céramique, ainsi que des balais, des filtres et des anneaux de mise à la terre, les ingénieurs concepteurs disposent de quelques possibilités pour réduire et éviter ces courants indésirables.
Le blindage fait la différence
Le choix du bon câble moteur est également un critère décisif - c'est ce qui ressort d’une étude menée par l'Institut pour la conversion d'énergie électrique de l'Université technique de Darmstadt, réalisée avec la participation de HELUKABEL. Les scientifiques ont comparé, dans plusieurs montages expérimentaux, les courants de palier apparaissant pour des types de câbles avec et sans blindage. Ils ont ainsi constaté que l'utilisation de câbles blindés permettait de réduire considérablement les courants de palier rotor-terre en particulier.
Les câbles blindés constituent donc une méthode à la fois simple et efficace pour protéger les roulements du moteur d'une usure prématurée et les défaillances. Autre point positif : leur blindage empêche également les interférences électriques involontaires vers d'autres appareils et contribue ainsi à la compatibilité électromagnétique (CEM) de l'ensemble du système.
Lors de ses essais, l'équipe de l'université technique de Darmstadt a utilisé des câbles moteur HELUKABEL de type TOPFLEX-EMV-UV-3 PLUS 2YSLCYK-J. Ce câble à double blindage est conçu pour le fonctionnement sans interférence des convertisseurs de fréquence. Il est en outre résistant aux UV et aux intempéries et convient donc également à une utilisation en extérieur. HELUKABEL propose la série TOPFLEX dans de nombreuses variantes pour répondre aux différentes exigences - et dispose en outre d'une gamme extrêmement complète de câbles pour servomoteurs et codeurs pour l'industrie et la construction mécanique.
