Vibrations et bruits du moteur VFD de 500 kW : comment y remédier ?
Introduction
Bonjour à tous ! Aujourd'hui, nous nous penchons sur un cas concret et déroutant impliquant un 500kW VFD système. Ce moteur fonctionnait parfaitement depuis plus d'un an. Cependant, au cours des six derniers mois, deux problèmes sont apparus : un bruit électromagnétique accru (bruit du moteur) et des vibrations excessives des roulements (vibrations du moteur), bien que la température du moteur et les relevés de courant soient restés normaux.
Quand il ne s'agit pas d'une faute grave, mais d'une boucle de rétroaction systémique
Le fait que le système ait fonctionné sans problème pendant plus d'un an indique que tant le Paramètres de l'EFV et la configuration du moteur ont été correctement réglés dès le départ. L'apparition soudaine de vibrations et de bruits indique un processus de dégradation progressive plutôt qu'une défaillance ponctuelle, probablement due aux harmoniques de l'entraînement à fréquence variable et aux tensions/courants induits sur l'arbre qui s'accumulent au fil du temps.
La cause première : Comprendre l'érosion électrique à l'origine des vibrations du moteur
Dans les moteurs alimentés par VFD, les pointes d'harmoniques provenant de l'onduleur peuvent induire une tension dans l'arbre, qui se traduit par un courant dans l'arbre. Ce courant traverse les condensateurs à film d'huile des roulements, formant des décharges transitoires lorsque le film d'huile est rompu pendant le fonctionnement.
Ces décharges provoquent des arcs électriques, générant une chaleur de plus de 10 000°C, qui crée des piqûres sur les chemins de roulement et les billes/rouleaux. Au fil du temps, ces piqûres forment le motif typique en forme de planche à laver que l'on observe dans les dommages causés par l'érosion électrique.
Cela conduit à :
- Déséquilibre du rotor et micro-oscillations
- Variation de l'entrefer magnétique
- Instabilité du flux magnétique
- En fin de compte, les vibrations et le bruit du moteur augmentent.
Il s'agit d'une boucle de rétroaction vicieuse : le courant de l'arbre entraîne des dommages, qui provoquent davantage de vibrations, lesquelles génèrent à leur tour davantage de courant de l'arbre.
Conseil de diagnostic : Utiliser la fréquence porteuse pour identifier la source
Essayez d'augmenter la fréquence de la porteuse dans les réglages du VFD :
- Si le bruit est réduit : Il s'agit probablement d'un bruit électromagnétique induit par des harmoniques, et les roulements sont encore intacts.
- Si le bruit augmente ou reste inchangé : cela indique une grave érosion électrique et un endommagement de la surface des roulements.
Trois solutions éprouvées pour les vibrations des moteurs dues à l'érosion électrique
1.Trois solutions éprouvées pour les vibrations des moteurs dues à l'érosion électrique
Empêche le courant de l'arbre de circuler dans les roulements, éliminant ainsi la cause première des dommages causés par l'électroérosion.
2.Installer une mise à la terre de l'arbre (par exemple, des balais de carbone)
Fournit un chemin à faible impédance vers la terre, libérant la tension de l'arbre et protégeant les roulements.
3.Ajouter des réacteurs de sortie VFD
Supprime les pointes d'harmoniques et réduit les réflexions de tension, stabilisant ainsi le fonctionnement du moteur.
Mesures supplémentaires pour contrôler les vibrations du moteur
- Ajuster la fréquence de la porteuse (pour la suppression des harmoniques)
- Utiliser des outils d'analyse des vibrations pour surveiller l'état des roulements
- Utiliser des câbles compatibles avec l'EFV et une mise à la terre appropriée.
- Limiter les grandes longueurs de câble du moteur pour éviter les surtensions
- Envisager des systèmes de surveillance de la tension de l'arbre pour la maintenance prédictive
Dernières réflexions : Les vibrations du moteur ne sont pas toujours mécaniques - elles sont souvent électromagnétiques
Ce cas montre que les vibrations et le bruit des moteurs ne sont pas toujours dus à des défaillances mécaniques. Dans ce cas, les vibrations et les bruits du moteur ne sont pas toujours dus à des défaillances mécaniques. Moteurs commandés par VFD, Ils sont souvent dus à la tension de l'arbre, aux courants des roulements et à l'érosion électrique.
Pour résoudre le problème, les ingénieurs doivent regarder au-delà de la mécanique et adopter une perspective systémique qui inclut le couplage électromagnétique et la rétroaction par résonance. Ce n'est qu'à cette condition que des solutions réellement efficaces et durables pourront être mises en œuvre.
