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Variateurs:risques bobinage

  • Auteur de la discussion Francois57
  • Date de début
F
Francois57
Compagnon
21 Octobre 2010
2 417
Metz
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour,
Il y a déjà eu dialogues sur ce de sujet avec beaucoup d'avis parfois différents,je relance donc le débat qui concerne principalement les risques sur le bobinage d' un moteur asynchrone tri 50Hz alimenté par un variateur sur une plage de 50 à 110 Hz.??
Exp:Moteur Leroy Somer tri asynchrone 900trs/mn 1.1Kw 50Hz avec variateur Siemens Sinamic V20 3 Kw.
 
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M
MARECHE
Compagnon
6 Février 2011
2 703
Nancy
Bonjour,
Les Leroy Somer pas trop vieux supportent en général. Ne pas oublier qu'on perd du couple à haute fréquence.
Salutations
 
F
Francois57
Compagnon
21 Octobre 2010
2 417
Metz
  • Auteur de la discussion
  • #3
Bonsoir,
C'est le "général" qui inquiète,pas trop vieux ?pour la perte de couple ok:Couple=Pu/2pi.n
 
osiver
osiver
Compagnon
7 Septembre 2013
10 775
110Hz me parait bien trop élevé, plus de 2 fois la vitesse nominale du moteur. :???:
Le plus souvent on se limite à 70/80Hz
 
FB29
FB29
Compagnon
1 Novembre 2013
8 014
FR-29 Brest
Bonjour,

A ma connaissance il y a deux risque possibles:

1. échauffement par surintensité => risque annulé en programmant correctement le variateur pour ne pas dépasser l'intensité nominale indiquée sur la plaque moteur. Le variateur limitera automatiquement le courant qui ne dépassera jamais cette valeur.

2. le risque d'échauffement par manque de ventilation lorsque le moteur est alimenté < 50 Hz => cela dépend de la capacité du ventilateur à refroidir et de la puissance demandée. Au besoin monter une sonde de température dans la carcasse avec affichage extérieur.

Le risque de survitesse est plutôt lié aux vibrations si le rotor est mal équilibré ... le rotor étant massif il n'y a pas de risque qu'un fil soit arraché puisqu'il n'y en a pas ...

Les roulements devraient tenir la vitesse aussi ... pour un moteur de 3000 t / mn à 100 HZ cela fera 6000 t/mn ... nettement en dessous de la vitesse de référence d'un SKF 6204 par exemple (lien) qui est 32 000 t/mn :roll: ... Monter des roulements de qualité ne pourra pas nuire ceci dit :wink: ...

Cordialement,
FB29
 
Dernière édition:
V
vince_007
Compagnon
9 Novembre 2010
1 829
Fronton (31)
[EDIT] FB29 a répondu avant moi. :)

Il y a 2 risques principaux:
- La tenue en vitesse des roulements du rotor, dépassé 5000RPM, il faut vérifier si les roulements sont conçus pour. Plus le roulement est gros et moins il tourne vite. Il existe des roulements hautes vitesses.
- Le second problème est l'explosion mécanique du rotor sous l'effet de la force centrifuge. C'est quand même assez rare mais une cage d’écureuil conçu pour tourner à 3000RPM et qui tourne à 6000, on est en limite de design. Si c'est un moteur de grande marque, il tiendra, si c'est une chinoiserie conçu sans marge, il cassera.

Le bobinage du stator ne risque absolument rien en fréquence tant que le courant est limité à la valeur max supporté.
Attention aussi à l'équilibrage du rotor, si il est mal fait, ça va vibrer et c'est un facteur aggravant pour la tenue mécanique des roulements et du rotor.

Sur ma CN, j'ai un moteur 3000RPM que je fait tourner à 5000RPM dans les 80Hz. C'est un moteur d'origine allemande sur la plaque signalétique, je pense qu'il a été fabriqué en chine mais il est plutôt de bonne qualité. Ça fait quelques années qu'il tourne comme ça. Ma limite, c'est plutôt mes roulements de broches, le conique est donné pour 6500 rpm.
 
F
Francois57
Compagnon
21 Octobre 2010
2 417
Metz
  • Auteur de la discussion
  • #8
FB29,
1.)Pour I ok à paramétrer
2.)La question est à F supérieure,si inférieure à 50 Hz,un ventilateur(genre PC) de refroidissement sur la carcasse avec alim indépendante piloté par la sortie logique du variateur.
Pour la vitesse j'ai pris dans mon exemple un 900 trs/mn(plaque signalélitique) à 110Hz=2200trs/mn ( n=f/paire de pôles) car c'est le moteur qui équipe ma perceuse fraiseuse F30MH Cincinnati avec un variateur cité tête de post.Donc à 2200 trs/mn,j'ai fait abstraction de la mécanique qui suit!
Ce qui est intéressant à savoir c'est la réaction du moteur(bobinage..)suivant l'expérience des membres qui utilisent les variateurs pour des vitesses supérieures à celle indiquée,car beaucoup de réponses théoriques et différentes.
 
Dernière édition:
Famille40
Famille40
Compagnon
10 Avril 2015
5 398
Bonsoir,
Le ventilateur indépendant n'est pas une solution ultime, car tu refroidis la carcasse certes mais pas le bobinage directement. Rien n'empêche le bobinage de surchauffer. Au travail, on a eu des soucis de ce genre avec des CEM (grosse carcasse, bobinage assez isolé de celle ci).
La vrai limite est la préconisation constructeur, c'est à dire 50hz ou 60hz maxi. Au delà, tu es en dehors des conditions prévues d'utilisation.
@ Bientôt
Jean-Philippe
 
F
Francois57
Compagnon
21 Octobre 2010
2 417
Metz
La vrai limite est la préconisation constructeur, c'est à dire 50hz ou 60hz maxi. Au delà, tu es en dehors des conditions prévues d'utilisation.
@ Bientôt
Bonsoir,
Dans ce cas à quoi servent les variateurs?Pour le refroidissement les moteurs se "rafraîchissent d'eux même via la carcasse !Et comme je parle de fréquence supérieure à 50Hz donc vitesse plus élevée,donc ventil plus importante.
Cordialement
 
Famille40
Famille40
Compagnon
10 Avril 2015
5 398
A varier la fréquence de 0 jusqu'à la fréquence nominale, c'est à dire 50 ou 60hz. Car on ne peut pas toujours compter sur d'autres systèmes, mécaniques entre autres, pour faire varier la vitesse. Exemple concret : les motopompes. Par exemple, la pompe d'alimentation en eau de mon village tourne en minimal à 39hz, mais selon les seuils d'utilisation, monte jusqu'à 45hz (pas plus, pour une question de débit).

Pour le refroidissement, pas forcément. Ce n'est pas parce que le ventilateur tourne plus vite que la carcasse est mieux refroidie. Ce n'est pas aussi simple.
 
Dernière édition:
Charly 57
Charly 57
Compagnon
21 Décembre 2008
5 033
FR-57330 Moselle
Bonjour

Il y a encore au moins deux points qui n'a pas été cités:
1°) Les pertes fer dans les tôles du stator.
Plus la fréquence moteur est élevée, plus ces pertes sont grandes. La surface extérieure du moteur (donc du stator) doit évacuer plus de chaleur. La vitesse ( même si la fréquence est élevée) et l'efficacité du ventillo du moteur ne permettent pas d'être suffisamment efficace. Il s'en suit des points chauds dans les tôles stator les plus éloignées de la carcasse moteur ( proche du rotor) et donc par conduction / rayonnement un échauffement des fils cuivre stator. Le vernis isolant vieillira plus vite jusqu'à sont claquage.
Voilà un lien qui explique les pertes fer. Que ce soit dans un transfo ou dans un moteur, c'est le même phénomène physique !!!
https://fr.wikipedia.org/wiki/Transformateur_électrique#Les_pertes_.C2.AB_fer_.C2.BB

2°) la qualité des tôles du stator et du rotor
Les alliages de tôles sont fonction de la fréquence.
Regardez un transfo qui fonctionne en 50 Hz et un autre qui est dimensionné pour du 200 ou 400 Hz ou de la HF !!! La matière change pour arriver à des circuits magnétiques en ferrite !!!
Faites une recherche avec pour mots clef:
alliage tôle transformateur
et bonne lecture...
Le rendement d'un moteur 50 Hz poussé à haute fréquence sera plus mauvais donc les pertes (qui finissent toujours par un échauffement) seront plus élevées donc vieillissement accéléré de l'isolement des fils ... et des roulements par conduction thermique dans l'arbre.

Il doit y avoir d'autre paramètres que nous n'avons pas abordés et que prennent en compte les concepteurs de moteurs pour concevoir leurs produits ...
 
F
Francois57
Compagnon
21 Octobre 2010
2 417
Metz
Bonjour,
Par ce post je n'ai pas voulu rentrer dans des calculs ou théories concernant les pertes fer,joules,mécaniques qui sont dues à plusieurs paramètres ainsi que la puissance,le couple avec le rapport U/F ........Dans ce cas il faut prendre en compte beaucoup d'éléments inconnus pour être précis.
Mais simplement le retour d'expérience de certains d'entre vous qui utilisent ou ont utilisé des moteurs asynchrone avec variateur sur une plage de fréquence de 50 à 110 Hz ,les soucis rencontrés ou pas?(comme l'a fait Vince_007 #7 parlant du moteur de sa CNC).
Je vais faire des essais ce matin avec mon moteur LS 900trs/mn sous F de 50 à 115 Hz.
 
Dernière édition:
R
Rom'
Compagnon
26 Octobre 2011
1 458
Salut,

Pour moi, sur un moteur 900 ou 1500 tours, les limites hautes et basses sont donné en haut par les pertes fer et en bas par le manque de refroidissement. Roulements et effets centrifuges sont hors de danger sur un moteur a 900.

J'ai une F30 "ancienne version ( chomienne )" fabriquée a peine un an avant le rachat par milacron, le moteur monté est par contre un 1,5Kw, et je tourne avec deux vitesse : 40 et 80Hz, qui me fait une gamme qui correspond bien a mon utilisation. Les moteurs montés sur ces machines étaient ( et sont peut-être ? ) d'excellente qualité, aucun souci après plusieurs heures à 80Hz pour mon cas, j'hésiterai vraiment à monter à 110Hz tout de même. Je pense, et cela n'engage que moi ( et éventuellement le moteur de ma f30:mrgreen: ) que 90Hz est la limite haute raisonnable pour une utilisation continue. Les réglages du var sont par contre à faire soigneusement.

Bonne journée,
Rom
 
La dernière réponse à ce sujet date de plus de 6 mois
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