bearing currents

Courants de roulement : une menace silencieuse pour les machines électriques

Les courants de roulement, un phénomène souvent négligé, peuvent éroder silencieusement la durée de vie des machines électriques. Bien qu'ils puissent paraître anodins, ces courants peuvent causer des dommages importants aux roulements, entraînant des défaillances prématurées et des temps d'arrêt coûteux. Cet article se penche sur les causes profondes des courants de roulement, leurs effets néfastes et les méthodes pour les atténuer.

Comprendre les courants de roulement :

Les courants de roulement apparaissent en raison du passage du courant électrique à travers les surfaces des roulements d'une machine électrique. Ce flux de courant est principalement causé par deux facteurs principaux :

1. Déséquilibre électromagnétique : Dans une machine rotative idéale, le champ magnétique généré par le stator est parfaitement équilibré. Cependant, en réalité, des facteurs tels que l'excentricité du rotor, la saturation magnétique ou les déséquilibres d'enroulement peuvent créer un champ magnétique inégal. Ce déséquilibre induit des courants circulants à l'intérieur du rotor, qui peuvent circuler à travers les surfaces des roulements, créant des "courants de roulement".

2. Convertisseurs à haute dv/dt : Les variateurs de fréquence (VFD) modernes utilisent des dispositifs de commutation à grande vitesse qui peuvent générer des gradients de tension élevés (dv/dt). Ces changements de tension rapides peuvent charger les capacités parasites présentes dans la machine, en particulier entre le stator et le rotor, et entre le rotor et l'arbre. Ce "couplage capacitif" permet au courant de circuler à travers le chemin du roulement, créant des courants de roulement.

La destruction silencieuse :

Les courants de roulement, bien que souvent faibles en amplitude, peuvent avoir des effets néfastes sur les roulements :

• Corrosion électrolytique : Les courants de roulement peuvent entraîner des réactions électrochimiques sur les surfaces des roulements, causant de la corrosion et des piqûres. Cette dégradation affaiblit la structure du roulement et réduit sa capacité portante.
• Usinage par décharge électrique (EDM) : Lorsque les courants de roulement sont suffisamment élevés, des décharges électriques peuvent se produire sur les surfaces des roulements. Ces décharges peuvent créer des microfissures et des piqûres, entraînant une usure et une défaillance rapides.
• Augmentation de la friction et de la chaleur : Les courants de roulement peuvent également générer de la chaleur au sein des roulements en raison de la résistance du chemin du courant. Cette chaleur peut entraîner une dégradation accélérée de la lubrification et une défaillance prématurée des roulements.

Atténuation des courants de roulement :

Plusieurs méthodes peuvent être employées pour minimiser ou éliminer les courants de roulement :

• Conception appropriée de la machine : Des considérations de conception minutieuses, telles que la minimisation de l'excentricité et l'utilisation de configurations de rotor équilibrées, peuvent réduire le déséquilibre électromagnétique et les courants de roulement qui en résultent.
• Blindage et mise à la terre : L'installation de blindages conducteurs entre le stator et le rotor, ainsi que la mise à la terre de l'arbre du rotor, peuvent aider à détourner les courants de roulement des surfaces des roulements.
• Paramètres du VFD : La configuration appropriée du VFD, y compris le réglage de rampes de tension adéquates et l'utilisation de techniques de filtrage, peut réduire le dv/dt et minimiser le couplage capacitif.
• Choix de la graisse pour roulements : L'utilisation de graisses pour roulements spécialement formulées avec une résistivité électrique élevée peut aider à minimiser le passage des courants de roulement.
• Surveillance des roulements : La surveillance régulière de la température et des vibrations des roulements peut fournir des signes précoces de dommages aux roulements causés par les courants de roulement.

Conclusion :

Les courants de roulement constituent une préoccupation importante pour la fiabilité des machines électriques. Comprendre les causes profondes, les effets néfastes et les techniques d'atténuation est essentiel pour garantir les performances à long terme des machines. En mettant en œuvre des mesures appropriées, nous pouvons prévenir ces menaces silencieuses et prolonger la durée de vie de nos précieux actifs électriques.