Entretien des moteurs à courant triphasé
Machines à courant alternatif 1955
Moteur à courant triphasé d'induction à rotor à cage d'écureuil
Les principaux organes du moteur à courant triphasé d'induction à rotor à cage d'écureuil sont le stator et son enroulement, le rotor à cage d'écureuil, les roulements à billes ou à coussinet et les flasques.
Fonctionnement à courant monophasé. Une rupture, en marche, dans l'enroulement statorique ou dans le circuit d'alimentation entraîne le fonctionnement à courant monophasé du moteur à courant triphasé d'induction à rotor à cage d'écureuil.
Un moteur à courant triphasé ne démarre pas sur le courant monophasé mais, en marche, lors d'une rupture et si la charge n'est pas trop grande il fonctionnera comme un moteur à courant monophasé.
L'intensité du courant augmente alors et, si le dispositif de protection contre la surintensité ne s'ouvre pas et si le fonctionnement est prolongé, l'enroulement surchauffe et brûle. Voilà une des principales causes du brûlage de ces moteurs.
Défauts et réparation d'urgence des enroulements statoriques à courant triphasé
Les défauts de l'enroulement statorique à courant triphasé du moteur en usage sont le court-circuit, la rupture et la masse. Un enroulement à courant triphasé comprend trois enroulements à courant monophasé de même impédance.
Lorsqu'ils sont sous tension, les trois courants se trouvent égaux.
a) Courts-circuits
Symptômes
Lorsque l'intensité du courant est plus élevé dans une phase, l'enroulement surchauffe surtout la bobine ou le groupe de bobines défectueuses.
Il se dégage alors une odeur caractéristique d'isolant surchauffé ; le vernis devient mou et une partie de l'enroulement fume et se carbonise (Fig. 251). Ce défaut produit ordinairement l'ouverture du dispositif de protection contre la surintensité.
Fig. 251. — Réparation d'urgence d'un enroulement à courant triphasé: a) court-circuit ou masse, b) rupture
On rebobine l'enroulement qui a plusieurs bobines carbonisées.
S'il n'y a qu'une ou deux bobines défectueuses on exécute une réparation d'urgence afin de ne pas retarder la production.
On repère le court-circuit en touchant les têtes des bobines après un court fonctionnement du moteur : la bobine défectueuse est beaucoup plus chaude que les autres. L'essai du ronfleur s'avère plus précis.
Le défaut des fils de sortie, des joints ou des têtes de bobines qui se touchent, est facile à réparer en isolant simplement la partie défectueuse.
Lorsque le défaut est à l'intérieur de la bobine, on sectionne celle-ci complètement afin d'éviter les courants induits.
On coupe et isole les fils de sortie et on remplace la bobine dans le circuit par un fil.
On sectionne parfois ainsi deux ou trois bobines défectueuses. La réparation idéale serait de remplacer les bobines défectueuses.
b) Rupture
Une rupture est produite par un fil, un joint brisé ou dessoudé (Fig. 251).
Symptômes
Le moteur ronfle mais ne démarre pas car un moteur à courant triphasé ne démarre pas sur le courant monophasé.
Repérage
Souvent le défaut est apparent: un fil brisé ou dessoudé, un joint dessoudé ou brûlé, un endroit carbonisé sur l'enroulement produit par l'arc au moment de la rupture.
L'essai de continuité avec la lampe-témoin ou à l'ohmmètre permet de situer le défaut.
Une rupture externe est facile à réparer par un joint et une soudure. On coupe et isole les fils de sortie, lors d'une rupture interne, et on remplace la bobine par un fil dans le circuit.
La rupture d'une ou de deux bobines d'un enroulement parallèle ou mixte n'empêche pas toujours le démarrage à vide ou à faible charge mais les courants sont inégaux et la vitesse et le couple diminuent ; le ronflement du moteur augmente.
c) Masse
L'humidité excessive, la détérioration de l'isolant, l'usure de l'isolant causée par les vibrations, l'expansion, la contraction, la poussière conductrice, un choc et le surchauffage produisent une masse.
Repérage
On repère la masse avec la lampe-témoin ou avec l'ohmmètre.
Réparation
On élimine parfois la masse en séchant l'enroulement, en isolant les fils de sortie, en soulevant les têtes ou côtés de bobines et en les isolant ; mais, si le défaut est à l'intérieur de la bobine et la réparation urgente, on procède tel qu'expliqué pour une bobine court-circuitée.
L'élimination de bobines défectueuses dans les enroulements mixtes peut occasionner la circulation de courants internes.
On déconnecte parfois la bobine correspondante de l'autre branche dans la même phase.
Défauts des rotors à cage
Les défauts des rotors à cage sont les barres brisées ou dessoudées, le rotor déséquilibré et les lamelles court-circuitées.
a) Barres brisées, desserrées ou dessoudées
Les principales causes des barres brisées, desserrées ou dessoudées sont l'expansion et la contraction, le surchauffage produit par les démarrages longs et pénibles et les arrêts et les départs fréquents accompagnés de freinage à contre-courant.
Symptômes
Le couple au démarrage et la vitesse sont réduits, le rotor surchauffe, les barres défectueuses se décolorent et le rotor, au démarrage, étincelle.
Repérage
Après un court fonctionnement du moteur, on touche les barres : la ou les barres défectueuses sont beaucoup plus chaudes que les autres.
Après un nettoyage, les cassures sont souvent apparentes.
Lorsque douteuses, on soulève l'extrémité de la barre avec un tournevis pour en vérifier la soudure. Ordinairement, la barre est brisée près du noyau ou de l'anneau de la cage.
Réparation
On soude les barres brisées à l'argent ou au bronze.
b) Lamelles court-circuitées
Normalement les lamelles ou tôles des rotors et des stators sont partiellement isolées par de l'oxyde, du vernis ou du papier.
Lorsque l'isolant est détérioré ou les lamelles court-circuitées, il y a un surchauffage produit par un excès de courants de Foucault.
Moteur à courant triphasé à bagues et à rhéostat extérieur
Le moteur à courant triphasé à bagues et à rhéostat extérieur comprend un stator à courant triphasé usuel, un rotor bobiné avec trois bagues et balais raccordé à un rhéostat.
Les défauts de ce moteur sont les défauts usuels des moteurs des enroulements statoriques à courant triphasé et de son circuit rotorique.
Circuit rotorique
Le circuit rotorique consiste en l'enroulement rotorique, les bagues et les balais, les conducteurs et le rhéostat.
Un défaut dans le circuit rotorique affecte considérablement les caractéristiques du moteur, principalement le couple et la vitesse, et empêche souvent le démarrage.
Les défauts de l'enroulement rotorique s'avèrent les mêmes que ceux de l'enroulement statorique c'est-à-dire le court-circuit, la rupture, la masse et la haute résistance.
Le moteur sous tension et les trois bagues court-circuitées, on vérifie les trois courants secondaires avec la pince ampèremétrique. L'égalité des courants indique un rotor en bon état tandis que l'inégalité prononcée indique un rotor défectueux.
Les trois connexions aux bagues sont les points faibles de l'enroulement rotorique.
Bagues
La surface des bagues doit être propre, polie et reluisante.
On polit une surface rugueuse avec du papier sablé ou avec une pierre douce et la finit ensuite au papier sablé fin.
Si la surface des bagues est trop endommagée on tourne les bagues sur un tour ou bien on les remplace. Les bagues peuvent être court-circuitées ou reliées à la masse à cause du surchauffage ou de l'huile et de la poussière.
On élimine quelquefois ces défauts en nettoyant et en grattant l'isolant endommagé et en isolant de nouveau. S'il est impossible d'y remédier de cette façon, on démonte et isole les bagues à neuf.
Balais
Les balais doivent avoir une bonne surface de contact et être suffisamment longs et libres dans leur porte-balais. La pression des ressorts doit être entre 2¼ à 3 lb par pouce carré.
Le mauvais contact des balais sur les bagues augmente la résistance dans le circuit rotorique et il en résulte une diminution de la vitesse, surchauffage et endommagement des bagues.
Étincelage aux balais
L'étincelage aux balais est causée principalement par la surcharge au démarrage ou en marche, les vibrations, la pression insuffisante des ressorts, les balais usés ou bloqués, les bagues usées ou endommagées et les défauts électriques.
Rhéostat et conducteurs secondaires
Après avoir déterminé un défaut extérieur du moteur on alimente le moteur, on inserre toute la résistance et on vérifie l'équilibre des trois courants secondaires.
On a, alors, un désiquilibre d'un des trois courants secondaires qui indique une rupture, un court-circuit, une masse ou une haute résistance.
Les ruptures et les mauvais contacts sont les défauts les plus fréquents. Une rupture dans le circuit rotorique empêche le démarrage ou réduit de beaucoup le couple. On décèle le défaut par un essai de continuité.
Haute résistance
Un mauvais contact dans le circuit rotorique à l'intérieur ou à l'extérieur du moteur, augmente la résistance du circuit rotorique qui peut affecter beaucoup les caractéristiques du moteur dont la vitesse, le couple et même le démarrage.
On vérifie donc les contacts des balais, des résistances, des bornes, etc.
Les conducteurs raccordant le rhéostat aux bagues doivent être de grosseur appropriée et aussi courts que possible. Certains moteurs à bagues à vitesse non réglable surchauffent si on les emploie à vitesse déduite.
