Quelles sont les causes d’une surcharge de moteur ?

L’une des causes les plus courantes de panne de moteur électrique est la surcharge. Surcharge mécanique ou électrique; peu importe le type, la surcharge se produit lorsque le couple de sortie du moteur n’est pas suffisant pour déplacer la charge. Cet article expliquera comment détecter une surcharge, ce qui la cause et comment remplacer correctement un moteur en surcharge.

Dans cet article, nous étudierons ce qui suit :

• comment savoir si votre moteur a été en surcharge ;
• causes de surcharge de moteur ;
• mise en sécurité indésirable ;
• prévenir les surcharges chroniques ;
• comment remplacer un moteur en surcharge.

Comment savoir si votre moteur a été en surcharge

Il est possible que votre moteur électrique fonctionne en surcharge pendant un certain temps, des jours ou même des semaines. En fait, de nombreux moteurs ont une classification appelée facteur de surcharge qui permet de courtes surcharges périodiques, mais pas des surcharges prolongées. Un moteur fonctionnant en surcharge pendant une période prolongée risque de tomber en panne. Les principaux symptômes d’une surcharge de moteur sont un appel de courant excessif, un couple insuffisant et une surchauffe. Voici quelques façons de repérer une surcharge dans votre moteur électrique :

• odeur : le moteur peut sentir le chaud ou le brûlé pendant et après son fonctionnement ;
• bruit : votre moteur peut être plus bruyant et avoir des vibrations supplémentaires, car l’arbre travaille plus fort pour faire tourner la charge ;
• température : la température du moteur augmentera au-delà de la température de référence habituelle ;
• le moteur ne démarre pas : si des mesures de surcharge sont déjà en place, le moteur ne démarre plus en raison d’un disjoncteur déclenché ou d’un fusible grillé ;
• défaillance du condensateur : un condensateur grillé est probablement dû à une surcharge. Voici un exemple de condensateur grillé.

Si vous avez remarqué un changement d’efficacité opérationnelle et que vous voulez effectuer un test de surcharge avant qu’une panne ne se produise, il y a différents tests à essayer. Un multimètre muni d’une fixation à pince vous permettra de vérifier s’il y a des situations de surintensité, de sous-intensité ou de fluctuation de courant qui entraînent une surcharge. L’analyse des vibrations peut être utilisée pour tester les roulements usés et peut même aider à détecter les défauts d’alignement de l’arbre. Vous pourriez aussi essayer de vérifier la température tout au long du fonctionnement du moteur pour voir s’il y a des fluctuations et des augmentations.

En cas de panne du moteur, les composants internes sont noirs, comme sur l’image ci-dessous.

Causes de surcharge de moteur

Nous savons maintenant que la surcharge est l’une des principales causes de panne de moteur. Nous savons aussi que la surcharge se produit lorsque le couple de sortie disponible du moteur ne correspond pas à ce qui est nécessaire pour l’application. Maintenant que nous savons comment reconnaître les dommages causés par une surcharge, voyons les facteurs à l’origine d’une surcharge d’un moteur.

Qu’est-ce que la surcharge mécanique ?

La surcharge mécanique est un problème non électrique qui provoque une surcharge de fonctionnement d’un moteur électrique, et qui entraîne une augmentation de consommation de courant pour compenser. Cet appel de courant supplémentaire endommagera les bobinages et causera une panne du moteur.

Quelles sont les causes d’une surcharge mécanique ?

• Lorsque la charge est trop lourde, elle exige un couple de sortie du moteur qui dépasse son couple nominal. Cela pourrait se produire dans un concasseur, où il y a beaucoup de variation entre ce que la machine concasse et la charge sur le moteur.
• Les roulements usés ou endommagés par des contaminants, un lubrifiant ancien ou dégradé, des vibrations ou une surchauffe, ralentiront la rotation de l’arbre, ce qui exigera un courant plus élevé pour maintenir le moteur en marche.
• Un défaut d’alignement des roulements ou de l’arbre du moteur par rapport à la charge provoquera également une surcharge du moteur.

Qu’est-ce que la surcharge électrique ?

La surcharge électrique se produit lorsque la défaillance de surcharge du moteur est due à une situation de tension excessive, insuffisante ou fluctuante à la source d’alimentation ou à la commande du moteur. La quantité de surcharge que votre moteur peut supporter pendant de courtes périodes sera indiquée par le facteur de surcharge figurant sur la plaque signalétique du moteur. Pour fonctionner en cas de sous-tension, NEMA recommande d’utiliser le moteur à au moins 90 % de la tension nominale de la plaque signalétique, et à 110 % en cas de surtension. Les conducteurs en court-circuit à l’intérieur du moteur peuvent également causer une panne due à une surcharge.

Quelles sont les causes d’une surcharge électrique?

• il existe des problèmes avec l’alimentation fournie par la compagnie d’électricité ;
• déséquilibres d’alimentation électrique dans votre quartier ou votre immeuble ;
• certaines situations où le moteur est alimenté par une génératrice.

La surcharge électrique peut être indépendante de votre volonté, alors envisagez d’utiliser un dispositif de surcharge.

Les deux types de surcharge causent une détérioration de l’isolation thermique et endommagent toutes les phases des bobinages du moteur.

(photo tirée de - https://easa.com/resources/failures-in-three-phase-stator-windings)

Mise en sécurité indésirable

Vous avez peut-être aussi entendu parler de « mises en sécurité indésirables ». L’un de nos clients a une entreprise de blanchisserie industrielle avec de nombreuses machines à laver, qui peuvent être surchargées par des charges très grandes ou par une utilisation constante sans période de refroidissement. Récemment, une machine, en particulier, n’a pas démarré. Comme solution provisoire, les employés ont neutralisé le dispositif de surcharge en maintenant enfoncé le bouton de réinitialisation et en neutralisant l’avertissement de surcharge pour continuer à travailler. Même s’il était gênant que le dispositif de surcharge ne cesse de se déclencher et de causer des arrêts, un petit problème est devenu un gros problème lorsqu’il a fallu remplacer plusieurs moteurs en surcharge. La morale de l’histoire – si vous avez des mises en sécurité indésirables, recherchez la cause profonde avant que le problème ne devienne plus coûteux et ne provoque plus de temps d’arrêt.

Prévenir les surcharges chroniques des moteurs

Votre moteur est en surcharge pour une raison, et nous devons comprendre pourquoi. Pour éviter toute surcharge future :

• vérifiez la tension et l’intensité (surcharge électrique) ;
• tenez compte des modifications récentes apportées au processus (surcharge mécanique) ;
• utilisez un dispositif de protection contre les surcharges.

Pour éliminer la possibilité d’une surcharge électrique, le fait de tester l’entrée de la source d’alimentation du moteur, en procédant le plus près possible de celui-ci, vous aide à enrayer les problèmes de câble d’alimentation ou de commande du moteur. Vérifiez la tension et l’intensité pour vous assurer qu’elles correspondent aux valeurs nominales de la plaque signalétique du moteur.

La tension doit être à moins de 10 % de la valeur nominale de la plaque signalétique. Si la tension est trop basse, trop élevée ou fluctuante ou si le moteur est alimenté avec trop de courant, le problème se situe dans la commande du moteur ou de l’alimentation de la source. Si le moteur tente de consommer plus de courant, la charge peut être trop lourde ou la source d’alimentation n’est pas assez forte.

Pour éliminer la possibilité de surcharge mécanique, vérifiez si votre processus a changé récemment. Par exemple, nous travaillons avec un fabricant de produits alimentaires qui a changé la recette de sa pâte. La nouvelle recette a donné une pâte beaucoup plus collante et leurs moteurs ont dû travailler plus fort pour faire tourner le batteur. J’ai la certitude que vous pouvez deviner qu’ils ont eu des problèmes de surcharge mécanique. Même s’ils fabriquaient de la pâte depuis 10 ans, un simple changement de recette signifiait qu’ils devaient réévaluer tout leur système. Nous avons trouvé des moteurs qui pouvaient répondre aux nouvelles exigences de couple.

Si vous n’en avez pas déjà un, vous devriez installer un dispositif de protection contre les surcharges pour protéger votre moteur de ces situations de surcharge imprévues. Vous pourriez opter pour un variateur de fréquence, un démarreur ou un relais de surcharge. Le Code canadien de l’électricité exige d’utiliser un dispositif de protection contre les surcharges et il est important de choisir un modèle adapté.

Remplacement d’un moteur en surcharge

Une fois que vous avez vérifié que votre moteur électrique est tombé en panne en raison d’une surcharge, vous devez suivre quelques étapes avant d’acheter un moteur de remplacement. Vous devrez faire des tests pour trouver la cause exacte de la surcharge et résoudre tout problème éventuel. Il est primordial de comprendre votre application prévue pour éviter un autre échec de surcharge. Connaître vos capacités de puissance, comprendre les limites possibles de votre commande de moteur, lire correctement la plaque signalétique de votre moteur et comprendre ses capacités, et vous informer sur l’application prévue peuvent vous aider à choisir le moteur électrique et la commande de moteur avec les bonnes valeurs de sortie.

Un moteur en surcharge est-il couvert par la garantie ?

Au moins la moitié des demandes de garantie que nous recevons concernent des moteurs en surcharge et les surcharges de moteur ne sont pas couvertes par la garantie. C’est pourquoi il est utile de comprendre la cause de la surcharge de votre moteur, d’apprendre à la connaître et de vous en protéger. Si vous avez besoin d’aide pour redimensionner un moteur ou trouver le bon dispositif de protection, contactez-nous en cliquant sur le lien ci-dessous.

Résumé

La plupart des fabricants de moteurs électriques, sinon tous, n’offrent pas de garantie si le produit a été endommagé à cause d’une surcharge. C’est pourquoi vous devez comprendre la cause d’une surcharge de votre moteur, apprendre à la reconnaître et comprendre votre application afin d’éviter d’endommager vos coûteux actifs. Nos experts d’eMotors Direct sont à votre disposition pour vous aider à comprendre la plaque signalétique de votre moteur et de votre application afin que vous puissiez obtenir un moteur de remplacement qui durera.