The motor's maintenance instruments (FR)

Share |

 

Le moteur est souvent une installation importante de votre société. En effet, il permet de faire avancer la production et un possible dysfonctionnement pourrait entraîner une perte d'argent.  

Il est donc nécessaire de bien identifier vos besoins afin de choisir la gamme d'instruments de mesures adaptés. 

 

S'agit-il d'un problème mécanique ou électrique ? Quelle est la technologie nécessaire pour votre utilisation ? Ce guide répond à toutes ces questions.

 

 

 Table des matières 

Domaine Mécanique

 

  1. Analyse vibratoire

 

En présence d'usure des roulements, de déséquilibre et de desserrement de l'arbre, des analyses vibratoires peuvent être nécessaires.  

Ils faut donc utiliser un mesureur de vibration. Ces testeurs sont souvent associés à des capteurs de déplacement, de vitesse et d'accélération. 

Chaque mesureur de vibration possède plusieurs caractéristiques : 

  • la gamme de fréquence qui permet à l'outil de ne pas dépasser une marge d'erreur fixée, 

  • les amplitudes extrêmes traitées par le produit, 

  • la sensibilité qui correspond à la plus petite variation que l'instrument de mesure peut détecter. 

Ces outils ont pour domaine d’application les moteurs, ventilateurs, pompes, roulements et machines tournantes. 

 

 

 

 

 

Pour affiner ces études, d'autres fonctionnalités sont à disposition. Des produits permettent notamment de quantifier et localiser les défauts. 

L'algorithme Crest Factor+ de Fluke identifie les défauts des roulements et la gravité avec une échelle de détérioration. A mesure que l'état du roulement se dégrade, la valeur augmente et l'indication sur l'état du roulement change. Il y a 4 niveaux d'états : bon, satisfaisant, non satisfaisant ou inacceptable. Ces indications claires permettent à l'utilisateur de vérifier facilement les roulements. 

Le fabricant est allé plus loin dans ses améliorations en décidant de classifier les défauts présent dans le système étudié. Cela permet de définir un ordre de priorité pour les travaux de maintenance. Une aide de réparation est également disponible afin d'informer le technicien des mesures correctives à mettre en place. 

 

 

 

 

 

 

  • Outil laser d'alignement d'arbre

 

 

 

 

 

L'utilisation d'un laser permet de vérifier l'installation du moteur. Son utilisation peut s'expliquer lors d'une suspicion de mauvais alignement, de support de pied bancale ou de présence de contraintes de canalisations. 

 

Ces outils permettent de vérifier l'alignement et la tolérance de la machine. Son utilisation est facile grâce à une interface guidée et intuitive. 

 

 

 

 

 

 

 

Domaine Electrique

 

  1. Analyseur de la qualité électrique

 

 

 

 

En plus d'effectuer le suivi énergétique des installations, l'énergimètre permet de mettre en évidence une tension transitoire, une distorsion harmonique ou encore un déséquilibre de la tension. 

 

  • La tension transitoire entraîne la dégradation de l'isolant présent autour du roulement, ce qui peut causer une panne prématurée. 

  • La distorsion harmonique réduit l'efficacité du moteur. 

  • Le déséquilibre de la tension, entraîne un augmentation de la température de fonctionnement ainsi qu'une dégradation de l'isolement. Ce dernier cas de figure se présente avec un moteur électrique triphasé uniquement.  

 

La Fonction Unified Power Measurement permet aux instruments la possédant de déterminer la quantité de chaleur gaspillée et de calculer le surcoût occasionné par ce gaspillage. Cette dernière étape est réalisée par une fonction de calcul qui met en corrélation le coût des déperditions de chaleur et d'autres données propres au système. 

Dans un soucis d'économie d'énergie de votre installation, l'instrument quantifie également les améliorations possibles. 

 

 

 

Ses fonctionnalités de caractérisations et d’identifications de défauts lui permettent d'intervenir dans des cas plus précis comme les trois problèmes évoqués précédemment. Il faut, pour les mettre en évidence, étudier les harmoniques, observer les transitoires et les tensions de chaque phase. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Oscilloscope portatif ou oscilloscope de terrain

 

Les oscilloscopes portatifs doivent être utilisés lors de présence de courant sigma (déclenchement intempestif de l'installation) et de réflexion sur les signaux PWM de sortie d’entraînement. Ce dernier phénomène se crée lorsque l'impédance n'est pas adaptée à la source et à la charge. Les courants sigma sont des courants parasites. Ils sont généralement présents dans les câblages des moteurs et correspondent à la somme du courant des trois phases. Ils entraînent une dégradation de l'isolement des roulements. 

 

 

 

 

 

Ces appareils permettent également de vérifier le courant de démarrage du moteur. Ce courant se manifeste par l'apparition d'un pic, lors de l'enclenchement du moteur. En présence d'un pic trop important, le moteur peut se détériorer. 

 

 

Schéma représentant le courant parcourant un moteur 

 

Tenants dans une seule main, les oscilloscopes portatifs sont adaptés à des interventions sur les terrains. Possédants une large plage d'application allant de l'électrique à l'électromécanique, cet outil est destiné aux agents de maintenance. 

Tout comme les oscilloscopes numériques classiques, on caractérise un oscilloscope de terrain par son nombre de voies (nombre d'entrées permettant l'analyse de signaux allant généralement de 2 à 4 voies par appareil), sa bande passante (la plage de fréquence de travail de l'instrument), sa fréquence d'échantillonnage (Le nombre d'échantillons que l'oscilloscope sera capable de capturer ; plus cette valeur est élevée, et plus il sera possible d'analyser finement un signal), sa profondeur mémoire, etc...mais aussi par ses plages de mesures en tension et en courant qui sont plus élevées en standard que sur un oscilloscope classique de laboratoire. Aussi, un oscilloscope portatif possède des voies d'entrées isolées permettants de protéger l'utilisateur mais aussi l'appareil contre des tensions/courants élevées. 

Parmis les nombreuses fonctions disponibles, l'on peut par exemple contrôler la forme d'onde du signal, analyser les harmoniques ou encore repérer un signal transitoire. 

 

 

 

Enfin, des mesures spécifiques comme la température, la résistance ou encore l'analyse FFT (analyse en fréquence d'un signal) sont disponibles, permettants d'approfondir l'analyse. 

 

 

 

 

 

 

  1. Multimètre numérique

     

 

 

 

Pour pouvoir vérifier le bon fonctionnement d'un moteur, il est possible d'utiliser un multimètre. Attention, cependant, à son choix car il doit pouvoir résister aux tensions du moteur. Il est également nécessaire d'avoir un instrument qui est au minimum certifié CAT III 600V pour l'étude d'un moteur. 

Cet outil permet de vérifier l'état du moteur et des bobines avec les mesures de tensions, d'intensité, de résistance, de capacité, de fréquence et de température. 

Il est possible pour les bobines de vérifier la présence d'un court-circuit avec l’ohmmètre, par exemple. 

 

 

 

 

 

 

  1. Vérificateur de phase

 

Au cours de la maintenance d'un moteur triphasé, il est nécessaire de connaître l'ordre des phases et le sens de rotation de tout équipement industriel raccordé à cette installation. Afin d'éviter d'abîmer le montage, il est conseillé d'utiliser un testeur de rotation de phase et moteur. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Contrôleur d'isolement

La cause de panne moteur est souvent dû à un défaut d'isolement, il est la conséquence de problèmes comme les tensions transitoires, les réflexions sur les signaux PWM, etc... 

Pour quantifier l'état de l'isolement, il faut utiliser un contrôleur d'isolement. 

 

 

 

 

Ce type d'instrument, afin de réaliser une mesure, injecte une tension continue (supérieure à la tension alternative de fonctionnement normal de l'appareil à tester, d'où la nécessité de couper l'alimentation avant le test) sur l'équipement sous test, et l'on mesure la résistance aux bornes de cet équipement. La valeur obtenue est une résistance d'isolement qui doit être la plus élevée possible (Généralement supérieure à 1MOhm pour un test sous 1000V) afin de ne pas considéré l'isolement comme défectueux. 

 

 

 

Ces tests peuvent être utilisés dans une maintenance préventive. Elle permet de détecter un vieillissement, donc une dégradation prématurée des caractéristiques d'isolement qui peut entraîner des incidents. La gravité de ces incidents peut être conséquente en terme de sécurité des personnes et des biens, mais également en coût d’arrêt de production dans l’industrie. 

 

Enfin, un contrôleur d'isolement possèdant généralement des fonctions de mesures de tension et/ou de courant, il est également possible de vérifier le bon fonctionnement du moteur comme expliqué précédemment. 

 

 

 

 

 

 

  1. La sécurité électrique

 

Tous les instruments de mesures sur les installations électriques (sur le réseau électrique directement ou sur un équipement relié au réseau) doivent êtres équipés d'entrées répondants aux normes de sécurité électrique en vigueurs afin que l'utilisateur de l'appareil, mais aussi l'appareil lui-même, soit protégé lors des tests. Les catégories de sécurité sont défnies dans la norme CEI 61010 : 

 

 

 

    • La catégorie I correspond aux matériaux spéciaux ou ceux qui sont en rapport avec la catégorie II comme les télécommunications ou l'électronique. 

    • La catégorie II correspond au distribution domestique avec les appareils portatifs et les prises secteurs. 

    • La catégorie III est l'installation qui regroupe les installations fixes de la distribution industrielle et les circuits à l'entrée de maintenance électrique des bâtiments. 

    • La catégorie IV correspond à la distribution EDF, source primaire, les lignes aériennes... 

 

Ces catégories sont associées à des niveaux de tension de sécurité maximums. Chaque appareil est testé dans chaque catégorie, le résultat permet de définir le domaine d'utilisation de l'appareil. Par exemple, l'on trouvera l'inscription CATIII 600V, sur certains appareils, cela signifi que l'appareil en question pourra être utilisé en toute sécurité pour des tests en catégorie III pour une tension maximale de 600V. 

 

 

 

 

Domaine Thermique

 

 

 

 

Afin de vérifier le bon fonctionnement global d'un moteur, il est possible d'utiliser l'analyse thermique. Cette analyse, réalisée à l'aide d'une caméra thermique, permettant de visualiser les éventuels échauffements d'un moteur. Une caméra thermique ne voyant pas à travers les matériaux (la technologie utilisé est l'infrarouge), il ne sera pas possible de visualiser l'intérieur d'un moteur si celui-ci présente un carter métallique de protection recouvrant tout le moteur. Cependant, le carter métallique de protection chauffera si le moteur chauffe (en cas d'échauffement dans l' « enceinte fermée » du moteur (sous le carter), le carter étant en métal, il conduira la chaleur, les points les plus chauds sur le carter correspondront aux zones les plus chaudes du moteur), donc il est parfaitement possible de détecter une panne d'un moteur à l'aide d'une caméra thermiqueou même effectuer une analyse préventive afin de prévenir une éventuelle panne.  

Afin que le suivi du système soit le plus intéressant possible, il est conseillé de créer un itinéraire d'inspection contenant toutes les combinaisons importantes du moteur et du variateur.  

De plus, l'enregistrement d'un thermogramme de chaque zone permet un suivi des mesures. Il permet également d'avoir des données de références afin de les comparer et de déterminer si un point chaud est inhabituel. Si des zones sont difficiles d'accès, il est possible d'utiliser des miroirs thermiques permettant de refléter un partie du signal thermique. 

 

 

Anomalie au niveau de la boîte de vitesses