Analyse vibratoire des machines sur un banc d'essai - cas d'un disque tournant

ANNEXES

MOTEURS c.a. INDUCTION A. EXCENTRICITÉ DU STATOR, TÔLES COURT-CIRCUITÉES OU FER LÂCHE							FFT DE 3200 LIGNES
					RADIAL ]X		2 FA FA = FRÉQUENCE D'ALIMENTATION
									12K MI

RADIAL

lx

2F BANDES LATÉI ALES F_p

AUTOUR DE

12K CPI7,7

B. EXCENTRICITÉ DU ROTOR (entrefer variable)

F_A = Fréq. d'alimentation (conducteur)

N_S = Vitesse de synchr. - i 20

--

P

F_c = Fréq. de glissement - N_s -- RPM

Fp = Fréq. de passage des pâles = F_G X P

P - Nb de pâles

Stator

Barres de rotor

Rotor

Moteur , bipolaire--~!

Entrefer

Conducteurs

Champ magnétique

RADIAL

BANDES LATÉRALES F AUTOUR DES HARMONICI FS DE

LA VFTESSE DE RÉGIM'

IX 2x 3X 4X

5X EX

FPBR = F RÉQ, DE PASSAGE DES BARRES DE ROTC F = NB DE BARRES X RPM, BANDES LATÉRALES 2 F_A AUTC IR OE

LA FPBR ET/(OU DE 2X FPBR.

_Ix FPBR

2X

2XFFBR

C PROBLÈMES DE ROTOR

360E: CPM

RADIAL

BANDES LATE}ALES

I /3F_AAUTOUF DE 2F_A

IX

D. PROBLÈMES DE PHASE (connecteurs desserrés)

FREQ. DE PASSAGE DE BOBINE

BANDES LATÉRALES â IX RPM

MOTEURS c.a. ASYNCHRONES (bobines de stator lâches)

Analyse Vibratoire des Machines sur un Banc d'Essai - Cas d'un Disque Tournant -

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Analyse Vibratoire des Machines sur un Banc d'Essai - Cas d'un Disque Tournant - 99

ANNEXES

Les problèmes de stator produisent des vibrations élevées à 2fois la fréquence d'alimentation (F_A). Une excentricité produit un entrefer fixe inégal entre le rotor et le stator, qui produit des vibrations très orientées. La différence d'entrefer ne doit pas dépasser 5 %pour les moteurs à induction et 10 % pour les moteurs synchrones. Un socle «spongieux» ou un socle déformé peuvent provoquer une excentricité du stator. Un fer de stator lâche est attribuable au relâchement structurel ou à la faiblesse du :support de stator. Un court-circuit des tôles du stator peut entraîner une surchauffe inégale localisée qui risque de déformer le stator. Cette surchauffe produit une vibration susceptible d'augmenter considérablement avec le temps, provoquant ainsi un gauchissement du stator et des problèmes d'entrefer statique.

L'excentricité du rotor produit entre celui-1:i et le stator un entrefer inégal en rotation qui induit une vibration pulsa ite (normalement entre 2F_A et l'harmonique de vitesse de régime la plus proche). Cette situation nécessite souvent un spectre «zoom» afin de distinguer la vibration 2F_A del'harmonique de vitesse de régime. Un rotor excentrique g'ànère une vibration à 2F encadrée par des bandes latérales à la fréquence de passage des pôles (l=_e) ainsi que des bandes latérales F de part et d'autre de la vitesse de regime. La F apparat à basse fréquence (f = fréquence de glissement X nb de pôles). tes valeurs courantes de la F se situent entre 20 et 120CPM (0,3 - 2,0Hz) environ. Un pied de machine Fp

ou un désalignernent sont souvent lacause d'un entrefer variable cause par la distorsion (il ;'agit ici d'un problème d'origine mécanique et non électrique).

Des barres de rotor ou des anneaux de court-circuitage cassés ou fissurés, des joints défectueux entre les barres de rotor e- les anneaux de court-circuita9e, ou encore des disques de rotor cou rt-ci rcuitO produisent des vibrations élevees

à la vitesse de régime, accompagnées de 1-andel latérales de fréquence de passage de pôle (Fp). Ces problèmespeuventaussi générer des bandes latérales de F_p de part et d'autre des deuxieme, troisième, quatrième et cinquième harmoniques de vitesse de régime. La présence de barres de rotor desserrées ou ouvertes est indiquée par des bandes latérales à 2F encadrant la fréquence de passage des barres de rotor (FPBR) et/ou ses harmoniques (FPBR = nb de barres X RPM). Cette situation se traduit souvent par des niveaux élevés à 2X FPBR, avec une faible amplitude seulement: à 1X FPBR. Des arcs électriques entre des barres de rotor desserres et les anneaux d'extrémité produisent souvent des niveaux élevés à 2X FPBR (avec des Dandes latérales de 2F_A), mais

pratiquement aucune augmentation de l'amplitude à 1 X FPBR. A

Les problèmes de phase causés pardes connecteurs desserrés ou cassés peuvent provoquer des vibrations excessives à 2F_A, accompagnées de bandes latérales espacées del/3F _A. Des niveaux à2F_A peuvent dépasser 1 ,Opo/sec s'ils ne sont pas corrigés. Ce problème est particulièrenmerj t aigu si le connecteur défectueux ne fait contact que sporadiquement. Les con lecteurs défectueux doivent être réparés afin d'éviter tout risque de panne catastrophique. ,

Une bobine de stator de moteur synchrone qui a du jeu génère des vibrations assez élevées à la fréquence de passage de bobine (FPB); celle-ci est égale au nombreide bobines X RPM (nb bobines = nb pôles X nb bobines/pôles). La FPB est encadrée de bandes latérales à 1 X RPM. Un problème de moteur synchrone peut aussi être signalé par des crêtes de forte amplitude entre 60000 et 90000 CPM, accompagnées de bandes latérales A2 F_A. On doit prendre au moins une lecture de spectre. jusqu'à 90000 CPM sur chaque boîtier de roulement.