ABB souligne les avantages du glissement

Daisy-YueQin Bo, chef de produit, grands moteurs et générateurs, ABB Motion, a récemment expliqué àJE SUIS pourquoi les gros moteurs à bagues collectrices, d'une puissance nominale allant généralement jusqu'à 8 000 kW, offrent des avantages particuliers pour les applications à inertie à charge lourde dans l'industrie minière, telles que les broyeurs, les ventilateurs, les concasseurs et les convoyeurs. Les moteurs à induction à courant alternatif (CA), également appelés moteurs asynchrones, sont les bêtes de somme de l'industrie minière. Ces moteurs comprennent deux composants principaux, un stator fixe avec des enroulements qui fonctionnent comme des électro-aimants et le rotor qui tourne à l'intérieur du stator. Le courant électrique dans le rotor qui le fait tourner est produit par induction électromagnétique à partir du champ magnétique des enroulements du stator. Cette conception est connue sous le nom de moteur asynchrone car les champs électriques dans le rotor et le stator tournent à des vitesses différentes – ils sont « déphasés » l'un par rapport à l'autre.

« Le couple de démarrage élevé, les capacités de démarrage à inertie élevée et le faible courant de démarrage des moteurs à bagues collectrices peuvent contribuer à minimiser les contraintes mécaniques lors du démarrage d'équipements miniers lourds et à augmenter leur durée de vie. Un autre avantage des grands moteurs à bagues collectrices est leur densité de puissance élevée. Cela signifie qu’ils peuvent fournir la puissance requise dans un cadre plus petit. Moins d’espace est nécessaire pour installer le moteur et il est plus facile à soulever et à manipuler sur site, ce qui réduit les coûts d’installation.

Il existe deux conceptions principales pour les grands moteurs à induction industriels. La principale différence réside dans le rotor, qui peut être soit à cage d'écureuil, soit de type enroulé utilisé avec des bagues collectrices. Le principal avantage des moteurs asynchrones à cage d’écureuil est qu’ils démarrent automatiquement, sont fiables et économiques. Cependant, pour les équipements où un couple de démarrage élevé est essentiel pour surmonter l'inertie initiale, les moteurs à bagues collectrices peuvent offrir plus du double de leur couple normal à pleine charge au démarrage. Une bague collectrice est simplement un dispositif destiné à transmettre de l'énergie électrique, des signaux ou des données entre des pièces rotatives et fixes. Il comprend une bague tournante réalisée dans un matériau conducteur approprié tel que du cuivre, un alliage de cuivre ou de l'acier et des balais fixes. Dans un moteur à induction AC à rotor bobiné, les bagues collectrices ne sont pas utilisées pour transporter le courant électrique. Au lieu de cela, ils sont utilisés pour insérer une résistance accrue dans les enroulements du rotor. Dans un moteur triphasé, trois bagues collectrices sont utilisées – une connectée à chaque phase d’enroulement. Ils sont montés sur l'arbre du moteur, de sorte qu'ils tournent au fur et à mesure de sa rotation. Mais ils sont isolés électriquement de l’arbre.

Les brosses en graphite frottent sur les bagues collectrices lorsqu'elles tournent, maintenant un contact électrique constant. Les brosses elles-mêmes sont connectées à un dispositif offrant une résistance accrue, généralement un rhéostat. Cette résistance est transférée aux enroulements du rotor lorsque le rotor tourne. La raison pour laquelle on souhaite ajouter une résistance aux enroulements du rotor est que cela permet au moteur de produire un couple beaucoup plus élevé au démarrage, mais avec un courant de démarrage relativement faible, ce qui contribue à augmenter la stabilité du réseau. Les bagues collectrices ne sont nécessaires qu'au démarrage. Lorsque le moteur s'approche de sa vitesse de fonctionnement habituelle, les bagues collectrices et les balais sont court-circuités et il fonctionne de la même manière que le moteur à induction à cage d'écureuil plus courant.

Les moteurs à bagues collectrices sont disponibles avec des balais à contact permanent ou un mécanisme de levage des balais. Le choix dépendra de l’application spécifique et du régime de maintenance prévu. Les brosses à contact permanent ont un coût initial inférieur. Mais comme ils restent en contact permanent avec les bagues collectrices, les deux composants s’useront avec le temps, nécessitant un entretien et un remplacement. L’équipement de levage de brosses est légèrement plus cher lors de l’achat initial. Cependant, il réduit l'usure des balais et des bagues collectrices, contribuant ainsi à augmenter les intervalles de maintenance, à réduire les coûts d'entretien et à améliorer la fiabilité.

Les moteurs à bagues collectrices ABB sont disponibles dans des gammes de puissance allant de 400 à 8 000 kW dans les tailles 400 à 630. « Lorsqu'il s'agit d'acheter un moteur à bagues collectrices, il est important de s'assurer qu'il a été conçu, fabriqué et testé conformément aux spécifications. normes CEI ou NEMA et ISO pertinentes. Chez ABB, tous les moteurs sont soumis à des tests de routine en usine. Et pour donner aux clients une confiance totale dans leur choix, un test de chauffage peut également être effectué sur demande.