Etude de cas : Panne de moteur triphasé

Three-Phase Motor Failure

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Description du problème

Depuis trois ans, un moteur triphasé particulièrement volumineux tombait en panne deux fois par an. Le chef du service maintenance avait convoqué l´électricien et le fabricant de moteurs qui se renvoyaient la responsabilité et qui étaient incapables de résoudre le problème sur site. L´établissement se trouvait dans une impasse : aucune solution, des coûts de réparation du moteur récurrents et des pertes de production dues aux immobilisations à répétition.

Lassé de cette panne qui de toute évidence se reproduisait selon le même scénario, le chef du service a fait appel à un conseiller indépendant. Ce dernier lui a indiqué qu´il allait effectuer une analyse complète de la qualité du réseau électrique du système de distribution alimentant le moteur, déterminer ses caractéristiques de fonctionnement, puis tenter de résoudre le problème en fonction des conclusions obtenues.

Mesures

Le conseiller a relié l´EnergiMètre portable triphasé Fluke 434 au circuit alimentant le moteur, puis a appuyé sur le bouton « Afficher la configuration ». Le diagramme a confirmé que les raccordements étaient corrects et que le type de courant était bien de type triangle triphasé.

Il a ensuite appuyé sur le bouton « Oscilloscope », puis a observé les formes d´onde et les valeurs numériques des trois phases. D´après les différences d´amplitude en haut de l´écran, il apparaissait un déséquilibre entre les phases.

Pour recueillir plus d´informations, le conseiller a basculé en lecture numérique sur l´écran « Volts/Amps/Hertz ». La valeur de courant indiquée était plus élevée et toujours déséquilibrée.

Après avoir basculé sur l´écran « Déséquilibre », il a vérifié les valeurs de tension et de courant ainsi que le diagramme de phase pour s´assurer que le moteur fonctionnait dans les limites acceptables.

Enfin, pour effectuer une analyse complète, il a sélectionné « Harmoniques » dans le menu pour vérifier que les fréquences n'étaient pas à l´origine du problème.

Analyse

A partir des mesures de déséquilibre, le conseiller a pu déduire qu´un déséquilibre provoquait une valeur de courant de phase excessivement élevée. Il a ensuite vérifié les caractéristiques du moteur et a confirmé que le courant de phase dépassait la valeur FLA (Full Load Amperage). En observant les données des trois phases, il a établi un lien entre le déséquilibre de courant et une charge excessive sur l´une des phases de tension.

Puis, le conseiller a relié le déséquilibre de tension à un équipement installé trois ans auparavant. Il s´est avéré que toutes les charges monophasées internes étaient connectées à la même phase. Cette dernière installation entraînait un tel déséquilibre de tension du système d´alimentation qu´elle a généré un déséquilibre de courant dans le moteur, entraînant une hausse de la température de fonctionnement des conducteurs et du bobinage de moteur au-delà des limites acceptables.

Conclusion

Pour résoudre le problème, le conseiller a équilibré les charges monophasées internes entre les trois phases, ce qui a diminué le déséquilibre de tension global et, par conséquent, le déséquilibre de courant du moteur. Cette intervention a eu également pour effet de réduire la valeur de courant de phase élevée, ainsi que la température de fonctionnement du moteur.

Le conseiller a pris de nouvelles mesures de référence destinées à un contrôle ultérieur. Il a ensuite transféré tous les écrans enregistrés sur son ordinateur et imprimé un rapport du type avant-après pour le chef du service de maintenance de l´installation.

Bien qu´il ne soit pas expert en qualité du réseau électrique, ce dernier a pu constater les différences entre les écrans. Il a ainsi compris pourquoi les mesures de qualité du réseau électrique auraient dû être prises avant et après l´installation du nouvel équipement. Tous les coûts de réparation du moteur et d´immobilisation auraient pu être évités. Lorsque le conseiller a suggéré de mettre en place un programme de maintenance préventive, le chef de service a accepté.

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