Rotors-en fonte d'aluminium : analyse des causes d'une température excessive

Une température moteur excessivement élevée est une condition anormale courante dans les conditions de fonctionnement réelles. Cela peut provenir d'une surcharge continue ou d'un brouillage du système de transmission, ou de défauts entre-spires des enroulements. La plupart des causes profondes peuvent être identifiées grâce à des relevés de bruit anormaux ou à des relevés de température anormaux à des points de mesure individuels provenant d'appareils de surveillance de la température en ligne. Cependant, diagnostiquer les problèmes liés àrotors en-aluminium moulé sous pressions’avère bien plus difficile.

Les problèmes dans le système de transmission produisent des symptômes évidents et observables, et le stator stationnaire peut être surveillé en temps réel. En revanche, le rotor tourne pendant le fonctionnement et est difficile à inspecter. Les anomalies ne sont généralement suspectées qu'après un déclenchement inexpliqué, une puissance de sortie réduite, un vieillissement de l'isolation et d'autres défaillances. Soumis à un fonctionnement prolongé à des températures excessives en raison d'une surveillance inadéquate, le rotor subit un vieillissement par fatigue accéléré du matériau en aluminium et une expansion des zones défectueuses. Cela entraîne une détérioration de la capacité de surcharge, une consommation d'énergie de fonctionnement plus élevée et même des accidents graves tels que des barres de rotor cassées et un grillage des enroulements, posant des risques cachés pour un fonctionnement sûr et stable du moteur.

Élévation anormale de la températurerotors en-aluminium moulé sous pressionest rarement causée par la seule surcharge. Au lieu de cela, cela résulte de la superposition de multiples facteurs, notamment des pertes électromagnétiques, des pannes mécaniques, des défauts structurels et une dissipation thermique inefficace.

La génération de chaleur provenant des effets électromagnétiques dans le rotor se divise en deux catégories : une génération de chaleur interne fortement accrue et une accumulation de chaleur induite par des défauts structurels. La chaleur interne provient principalement de la perte de résistance, à savoir la chaleur Joule générée lorsque le courant du rotor traverse la résistance du rotor. Lors de cycles de démarrage-arrêt fréquents, de surcharge prolongée ou de fonctionnement du rotor bloqué-, le courant du rotor peut atteindre 5 à 7 fois le courant de fonctionnement nominal, entraînant une forte augmentation de chaleur Joule dans les barres d'aluminium. Les défauts inhérents tels que les évents, les cavités de retrait et l'excentricité du rotor formés lors de la fabrication provoquent une répartition inégale du courant dans les barres, déclenchant une concentration de courant localisée et une accumulation de chaleur, et formant des zones fixes à haute température -.

La chaleur générée par des facteurs mécaniques anormaux se chevauche et aggrave le chauffage électromagnétique. L'excentricité du rotor entraînant un frottement du stator-rotor, un grippage des roulements et une mauvaise coaxialité de l'arbre rotatif génère une chaleur de friction massive. L'effet électromagnétique déséquilibré qui l'accompagne crée une chaleur supplémentaire, poussant conjointement l'augmentation de la température du rotor au-delà de sa plage de tolérance normale.

La défaillance du système de dissipation thermique externe contribue largement à une élévation excessive de la température et est souvent négligée lors de la maintenance de routine. Après un fonctionnement à long terme-, les conduits de ventilation accumulent de la poussière, des boues d'huile et des débris fibreux, bloquant directement les passages d'air et empêchant la chaleur interne de s'évacuer par convection. Les pales du ventilateur de refroidissement endommagées, déformées ou desserrées réduisent le volume d'air et réduisent considérablement l'efficacité de la dissipation thermique. De plus, les environnements d'installation confinés avec une ventilation naturelle médiocre, une température ambiante élevée en été ou un fonctionnement à long terme-à basse-vitesse variable-à fréquence qui affaiblit la capacité d'auto-refroidissement du moteur emprisonnent continuellement la chaleur du rotor. Cela crée un cercle vicieux qui accélère le vieillissement du rotor et les pertes d’énergie.

La prévention des pannes provoquées par des rotors surchauffés nécessite des mesures couvrant à la fois la fabrication du produit et la maintenance opérationnelle.

Démonter et nettoyer régulièrement les conduits de ventilation du moteur pour éliminer la poussière accumulée et la contamination par l'huile ; inspectez et remplacez les pales du ventilateur endommagées pour garantir une circulation d’air libre. Standardisez les conditions de fonctionnement, évitez les surcharges continues, les démarrages-arrêts fréquents et le fonctionnement du rotor bloqué-, stabilisez la qualité de l'alimentation électrique et atténuez les interférences des harmoniques du réseau.

Optimiser-rotors en aluminium moulé sous pressionprocessus pour minimiser les défauts internes et l’excentricité, éliminant ainsi les risques potentiels de génération de chaleur localisée à la source. Améliorez la conception des conduits de ventilation du moteur en élargissant la zone de ventilation et en optimisant les voies de circulation de l'air pour améliorer la dissipation passive de la chaleur. Pour les équipements fonctionnant dans des conditions de travail à haute -température, confinées et à charge lourde-, installez des ventilateurs et des carénages de refroidissement auxiliaires pour adopter un refroidissement à air forcé. Cela contrôle efficacement l'augmentation de la température du rotor, ralentit le vieillissement par fatigue de l'alliage d'aluminium et prolonge considérablement la durée de vie du moteur.