Entretien d'un moteur à courant continu - Explications étape par étape

L’entretien et la maintenance réguliers des moteurs électriques permettent de réduire les temps d’arrêt, de diminuer le taux d’erreurs lors des contrôles électriques et contribuent ainsi de manière décisive au succès d’une entreprise industrielle. La gestion de la maintenance et la « Smart Maintenance » sont donc des sujets de plus en plus d’actualité dans les entreprises. Mais tous les responsables d’exploitation ne savent pas nécessairement quels types de travaux un prestataire moderne de services industriels est en mesure de réaliser. C’est pourquoi les experts de GP Prüfservice GmbH partagent sur leur blog un aperçu de leurs plus de 50 ans d’expérience dans le contrôle et la maintenance des machines électriques. Aujourd’hui, nous abordons le thème de la maintenance des moteurs à courant continu. À l’aide d’un exemple concret, nous expliquons étape par étape comment une équipe de maintenance dans le secteur des services industriels procède à l’entretien d’un moteur à courant continu.

Une réparation complexe exige la plus grande minutie

La conception des moteurs à courant continu est bien plus complexe que celle des moteurs triphasés, par exemple. Lors de la maintenance ou de la réparation d’un moteur à courant continu, il est donc essentiel de disposer à la fois de connaissances spécialisées et d’une grande minutie. Il est notamment important de connaître le lieu d’utilisation du moteur, car cela permet de tirer des conclusions sur les signes d’usure typiques. Grâce à ces informations, il est possible de mettre en place un plan de maintenance ciblé. Nous vous expliquons étape par étape comment cela se passe concrètement.

Le contexte de la maintenance des moteurs à courant continu

Le moteur qui doit être révisé dans le cas présent est utilisé sur une grue dans une zone portuaire. Il y entraîne ce qu’on appelle le mécanisme de bascule et contrôle ainsi l’angle d’inclinaison de la flèche. Le moteur à courant continu est commandé par un régulateur à courant continu 4Q avec une tension d’entrée triphasée de 400 volts CA 50 Hz et une tension de sortie de 0 à 400 volts CC, ainsi qu’une tension d’excitation de 220 volts CC avec affaiblissement de champ. La boucle de rétroaction pour la régulation s’effectue via un générateur tachymétrique avec une tension tachymétrique de 63 volts CC.

Le régulateur à courant continu a été modifié dans le cadre d'une opération de modernisation réalisée à l'été 2016.

Caractéristiques du moteur :

La circulation de l'air de refroidissement dans le moteur s'effectue via un échangeur thermique, ce qui garantit qu'aucun air extérieur humide ne pénètre dans le moteur.

Un niveau d'encrassement élevé rend un entretien régulier indispensable

Les moteurs à courant continu sont soumis à un niveau élevé d’encrassement. Cela est dû à l’abrasion des balais de charbon, qui sont généralement en graphite. Un entretien régulier et préventif est indispensable. La révision décrite ci-après a lieu tous les deux ans. Dans le cadre d’un contrat de maintenance, une équipe veille au respect des intervalles d’entretien. Afin de disposer en permanence de toutes les informations importantes, le système informatique enregistre, outre les données de base du moteur, des données de mesure, des rapports et des photos détaillées.

Étape par étape : voici comment se déroule l'entretien d'un moteur à courant continu

1. Toutes les pièces montées, les flasques et le pont à balais sont marqués avec précision.
2. L’accouplement est retiré avec précaution de l’arbre d’entraînement à l’aide d’un pont d’extraction hydraulique à trois bras. Afin d’éviter toute rayure sur l’arbre, l’accouplement est chauffé de manière uniforme pendant l’opération d’extraction.
3. Après le démontage des deux ventilateurs externes et de l’échangeur thermique, les techniciens retirent le flasque avant (côté A).
4. Du côté B, les balais sont démontés. Les raccordements au pont à balais sont marqués et déconnectés. Il est important de noter la position exacte du pont à balais par rapport aux bobines de champ. Celle-ci est également appelée « zone neutre ». La position est marquée. Elle sera toutefois mesurée à nouveau et ajustée avec précision lors de l'essai de fonctionnement ultérieur.
5. Le flasque arrière est retiré.
6. À l’aide d’une grue, les experts retirent très prudemment le rotor (induit) du moteur à courant continu du stator. Les enroulements et le collecteur du moteur ne doivent pas être endommagés lors de cette opération.
7. Les paliers du moteur sont retirés. Les ajustements dans le carter et sur l’arbre, ainsi que le tourillon, sont mesurés. La concentricité du rotor est contrôlée.
8. Le tachymètre et le ventilateur externe sont démontés et mesurés.
9. Les techniciens de maintenance vérifient le chauffage à l'arrêt pour détecter d'éventuels défauts à la terre et s'assurer de son bon fonctionnement.
10. Toutes les résistances de mesure PT100 doivent être étalonnées et, le cas échéant, remplacées.
11. Il s'agit ensuite de nettoyer et de sécher les champs dans les stators et l'enroulement du rotor.
12. Une fois les composants secs et froids, des mesures de continuité des spires et de défaut à la terre sont effectuées.
13. Toutes les données sont relevées, documentées et saisies dans le système informatique.
14. Toutes les pièces et tous les équipements auxiliaires sont nettoyés à fond.
15. Les traces de rodage sur le collecteur sont légèrement surtraitées sur un tour. Pour cela, on utilise une fraise à pointe diamantée. Il convient de prêter une attention particulière au faux-rond et à la rugosité de surface.
16. Les espaces entre les lamelles sont soigneusement découpés à l'aide d'une scie électrique pour collecteurs.
17. Il s’agit ensuite d’ébavurer les bords des lamelles.
18. Ensuite, le rotor est équilibré avec toutes les pièces en rotation.
19. Les deux ventilateurs externes sont également équilibrés.
20. Le remontage du moteur s'effectue dans l'ordre inverse.
21. Les nouveaux charbons sont meulés jusqu’à atteindre une surface de contact de 80 %. La poussière générée pendant le meulage est aspirée dès le début de l’opération.
22. La zone neutre du pont de balais est réglée puis vérifiée à nouveau. Le réglage de la zone neutre exige une précision de 100 %, car le moteur fonctionne en mode réversible.
23. On procède ensuite à l’essai de fonctionnement. Le tachymètre est déjà monté à ce stade, mais pas les composants auxiliaires tels que l’embrayage, le ventilateur externe et l’échangeur thermique. Tous les cycles de fonctionnement sont exécutés dans la salle d’essais. Les experts effectuent tous les contrôles électriques et mécaniques. Les données ainsi obtenues sont consignées et documentées dans le procès-verbal d’essai.
24. Si l'essai de fonctionnement est satisfaisant, plus rien ne s'oppose à l'assemblage complet.
25. Les pièces restantes sont montées. Le moteur est soumis à un dernier essai de fonctionnement final.
26. Dans l’atelier de peinture, le moteur à courant continu est peint dans la couleur souhaitée par le client.
27. La maintenance du moteur à courant continu est terminée. Le moteur, dont la maintenance est terminée, est livré au client.

Réduire les coûts à long terme grâce à une maintenance professionnelle

Des moteurs bien entretenus contribuent de manière décisive à éviter les pannes dans les installations industrielles et les défauts indésirables lors du contrôle DGUV V3. Mais toutes les entreprises ne disposent pas du personnel et du savoir-faire nécessaires pour garantir une gestion professionnelle de la maintenance. Les petites entreprises, en particulier, ont souvent tout intérêt à conclure un contrat d’entretien et de maintenance avec un spécialiste des services industriels et à confier les contrôles électriques à un prestataire externe tel que GP Prüfservice.