Qu'est-ce que le déséquilibre électrique ? Déséquilibre de phase dans les moteurs • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et autres rotors. Qu'est-ce que le déséquilibre électrique ? Déséquilibre de phase dans les moteurs • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et autres rotors.

Qu'est-ce qu'un déséquilibre électrique ? Déséquilibre de phase dans les moteurs

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Comprendre le déséquilibre électrique

Définition : Qu'est-ce qu'un déséquilibre électrique ?

Déséquilibre électrique (également appelé déséquilibre de phase, déséquilibre de tension ou déséquilibre de courant) est une condition des systèmes électriques triphasés où les tensions ou les courants dans les trois phases ne sont pas égaux en amplitude ou ne sont pas séparés d'exactement 120 degrés électriques. Cette asymétrie dans l'alimentation électrique ou les enroulements du moteur crée des forces électromagnétiques déséquilibrées, un échauffement excessif des enroulements du moteur, des courants inverses, des pulsations de couple et des caractéristiques vibration à deux fois la fréquence de la ligne.

Même de faibles déséquilibres de tension (2-3%) peuvent entraîner des déséquilibres de courant importants (6-10×) et réduire le rendement et la durée de vie du moteur. Le déséquilibre électrique est un problème courant dans les installations industrielles et peut résulter de problèmes d'alimentation électrique, d'une mauvaise distribution électrique ou de défauts d'enroulement du moteur.

Types de déséquilibre électrique

1. Déséquilibre de tension

Tensions composées ou composées inégales :

  • Mesures: Mesurer la tension entre chaque paire de phases (AB, BC, CA)
  • Calcul: % Déséquilibre de tension = (Écart maximal par rapport à la moyenne / moyenne) × 100
  • Exemple: Les phases mesurent 477 V, 480 V, 483 V → Moyenne 480 V, écart maximal 3 V → Déséquilibre 0,625%
  • Acceptable: < 1% selon NEMA, < 2% selon IEC

2. Déséquilibre actuel

Courant inégal dans les trois phases :

  • Mesures: Mesurer le courant dans chaque phase (IA, IB, IC)
  • Calcul: % Déséquilibre de courant = (Écart maximal par rapport à la moyenne / moyenne) × 100
  • Causes : Déséquilibre de tension, défauts d'enroulement, mauvaises connexions
  • Amplification: Un petit déséquilibre de tension crée un déséquilibre de courant plus important (multiplicateur 6 à 10)

3. Déséquilibre de l'angle de phase

  • Phases non séparées par exactement 120°
  • Crée un couple pulsé et un chauffage
  • Moins fréquent que le déséquilibre de magnitude
  • Nécessite un analyseur de qualité de l'énergie pour détecter

Causes du déséquilibre électrique

Problèmes d'approvisionnement en services publics

  • Problèmes de transformateur : Transformateurs de distribution déséquilibrés
  • Charges monophasées : De grandes charges monophasées sur la même alimentation créent une asymétrie
  • Problèmes de lignes de transmission : Impédance inégale dans les trois phases
  • Conditions de défaut du service public : Perturbations du système

Distribution des installations

  • Mauvaises connexions : Connexions à haute résistance dans une phase
  • Fusibles grillés : Perte partielle d'une phase (déséquilibre grave)
  • Longueurs de câbles inégales : Différentes impédances dans les conducteurs de phase
  • Monophasé : Perte complète d'une phase (déséquilibre extrême)

Causes internes du moteur

  • Défauts d'enroulement : Les courts-circuits entre virages réduisent les virages efficaces en une seule phase
  • Asymétrie d'enroulement : Variation de fabrication des résistances d'enroulement
  • Problèmes de connexion : Mauvaises connexions des terminaux
  • Enroulement endommagé : Courts-circuits partiels ou circuits ouverts

Effets sur les performances motrices

Surchauffe

La conséquence la plus grave :

  • Les courants de séquence négative créent un échauffement supplémentaire
  • Une phase transporte plus de courant que prévu
  • Augmentation de température bien supérieure à ce que suggère le déséquilibre de tension
  • Règle de base : Un déséquilibre de tension 3% peut entraîner une augmentation de la température du 18-25%
  • Vieillissement et défaillance accélérés de l'isolation

Efficacité et facteur de puissance

  • Efficacité réduite due aux courants de circulation
  • Facteur de puissance réduit
  • Augmentation de la consommation d'énergie
  • Perte d'efficacité typique : 1-2% pour un déséquilibre modéré

Pulsations de couple

  • Couple pulsé à 2× fréquence de ligne
  • Crée des vibrations de torsion dans la transmission
  • Peut exciter des résonances de torsion
  • Réduit le bon fonctionnement

Vibrations

  • 2× Fréquence de ligne : Composante de vibration de 120 Hz (60 Hz) ou 100 Hz (50 Hz)
  • Origine électromagnétique : Forces magnétiques pulsées
  • Amplitude: Proportionnel au degré de déséquilibre
  • Confusion: Peut être confondu avec défauts du stator ou attraction magnétique

Durée de vie réduite

  • L'augmentation du stress thermique réduit la durée de vie de l'isolation
  • Déclassement du moteur requis (capacité réduite)
  • Le déséquilibre de tension 3% peut réduire la durée de vie du moteur de 50%

Détection et mesure

Mesure de tension

  • Mesurer les tensions entre phases (VAB, VBC, VCA) avec le moteur en marche sous charge
  • Calculer la moyenne et le pourcentage d'écart
  • Effectuer aux bornes du moteur (pas au panneau d'alimentation) pour inclure la chute de tension
  • Document et tendance au fil du temps

Mesure du courant

  • Mesurer le courant dans chaque phase avec une pince ampèremétrique
  • Calculer le pourcentage de déséquilibre
  • Déséquilibre de courant souvent 6 à 10 fois le déséquilibre de tension
  • Un déséquilibre croissant du courant indique un problème moteur en développement

Analyse des vibrations

  • Composante de fréquence de ligne 2× élevée
  • Comparer l'amplitude à la ligne de base
  • Distinguer du 2× mécanique (désalignement) par la fréquence (120/100 Hz contre 2× vitesse de fonctionnement)

Surveillance thermique

  • Mesurer les températures des enroulements ou la température du châssis du moteur
  • Déséquilibre de température entre les phases
  • Température globale supérieure à celle prévue pour la charge

Méthodes de correction

Pour le déséquilibre de l'offre

  • Contactez le service public en cas de déséquilibre à l'entrée du service
  • Vérifiez et serrez toutes les connexions du système de distribution
  • Vérifiez que les fusibles et les disjoncteurs sont intacts
  • Équilibrer les charges monophasées sur trois phases
  • Vérifier les réglages des prises du transformateur

Pour les problèmes côté moteur

  • Vérifier et nettoyer les connexions des bornes du moteur
  • Vérifiez que les connexions des câbles sont serrées et propres
  • Test de défauts d'enroulement (résistance d'isolement, analyse de signature de courant)
  • Rembobiner ou remplacer le moteur si un défaut interne est confirmé

Déclassement

  • Si le déséquilibre ne peut pas être corrigé, réduisez la charge du moteur
  • NEMA recommande un déclassement du 1% par déséquilibre de tension 1% au-delà du 1%
  • Surveiller attentivement la température

Prévention et surveillance

Installation

  • Vérifiez l'équilibre de la tension aux bornes du moteur avant la mise sous tension
  • Utiliser des conducteurs correctement dimensionnés (minimiser la chute de tension)
  • Assurez-vous que toutes les connexions sont propres et serrées
  • Vérifiez la connexion correcte du moteur (étoile ou triangle)

Opération

  • Mesure périodique de la tension et du courant
  • Tendance à détecter les problèmes en développement
  • Surveiller les fusibles grillés ou les disjoncteurs déclenchés
  • Enquêtes sur la qualité de l'énergie dans les installations présentant des problèmes moteurs récurrents

Le déséquilibre électrique est un problème moteur courant, mais souvent négligé, qui affecte considérablement la santé, le rendement et la longévité du moteur. Comprendre la relation entre le déséquilibre de tension et le déséquilibre de courant, reconnaître la signature vibratoire 2× fréquence du secteur et maintenir l'équilibre de l'alimentation électrique grâce à une installation et une surveillance appropriées sont essentiels pour optimiser les performances et la fiabilité du moteur.

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