La consommation électrique des moteurs I

Les moteurs électriques, pris dans leur ensemble, représente la plus grande forme de consommation électrique dans les pays développés. Dans ces pays, les applications industrielles consacrent environ 60% de leur consommation électrique totale à l’alimentation des moteurs. Le secteur de la transformation y consacre même jusqu’à 70%. L’opération des moteurs électriques constitue un potentiel d’économie énorme. Plusieurs actions permettent de rendre le fonctionnement de moteurs plus économique : l’évaluation des moteurs, la mise en place d’un programme de gestion, l’entretien, le choix du moteur approprié et finalement la correction des problèmes de distribution électrique et de qualité du courant. Cet article se concentrera sur les trois premières étapes, soit l’évaluation, la gestion et l’entretien. Un prochain article traitera des étapes suivantes.

Évaluation des moteurs

Une large installation industrielle peut avoir jusqu’à plusieurs milliers de moteurs de tailles différentes. Il ne serait pas pratique de tous les évaluer. Dans bien des applications, la plus grande partie de l’énergie est consommée par seulement quelques systèmes et ces systèmes sont souvent essentiels à la production. Les projets d’économie qui se concentrent sur les moteurs qui sont essentiels à la production fournissent les retours sur investissement les plus courts. Mettre sur pied un tel projet commence donc par un filtrage de tous les moteurs pour identifier ceux qui sont essentiels et qui consomment le plus d’énergie.

On trouve les meilleures opportunités en classant les moteurs par taille et par heures d’opération annuelles. Les moteurs les plus gros et qui fonctionnent sur de longue période sont les meilleurs candidats. Quand les moteurs qui consomment le plus d’énergie sont identifiés, on peut commencer la collecte des données d’opération. L’évaluation du cycle d’utilisation de la charge permet de trouver où une amélioration est possible et souhaitable. Il s’agit de calculer quel pourcentage de la charge maximum d’un moteur est utilisée en fonction du temps. Par exemple, un moteur pourrait fonctionner à 40% de sa charge maximum 30% du temp, mais à 80% de sa charge 70% du temps. Tenir un inventaire des moteurs clés et conserver un historique de leur cycle d’utilisation aide à établir un programme de maintenance et à faire un suivi de la durée de vie et de la performance des moteurs.

Gestion des moteurs

Une usine a deux options lorsqu’un moteur brise : le réparer ou le remplacer par un neuf. Les coûts initiaux de ces options seront évidemment comparés. Néanmoins, il ne conviendrait pas de baser sa décision simplement sur ces coûts initiaux. Il serait plus avisé de faire une analyse du cycle de vie du moteur. Cette analyse prend en compte deux facteurs importants : les heures d’opération et le coût de l’électricité.

La réparation d’un moteur consiste souvent en un rebobinage, c’est-à-dire au remplacement du filage brûlé et de l’isolation des bobines du moteur. Si un rebobinage minutieux peut restaurer l’efficacité d’un moteur au niveau initial, un mauvais rebobinage peut avoir l’effet inverse et résulter en une perte d’efficacité.

Si le coût du rebobinage dépasse 50% du coût d’un moteur neuf à haute efficacité il est plus avantageux de remplacer le moteur, particulièrement s’il s’agit d’un moteur utilisé intensivement. L’impact d’un rebobinage sur l’efficacité d’un moteur peut être estimé si les pertes à vide sont connues avant et après le rebobinage.

La réparation d’un moteur sera seulement avantageuse si elle résulte en une déviation très légère ou nulle par rapport aux spécifications originales du moteur. Il est donc important d’évaluer les ateliers de réparations qui utilisent des techniques de contrôle qualité similaires à celles des manufacturiers. Par-contre, si cette évaluation est faite pendant qu’un moteur attend pour être réparé, le temps mort risque de coûter très cher à la compagnie. Par conséquent, il est préférable de faire cette étude à l’avance.

L’entretien

Il existe trois approches différentes à l’entretien des moteurs. L’approche réactive, préventive et prédictive. L’approche réactive consiste à procéder à l’entretien uniquement quand un élément brise. Cette approche provoque des interruptions dans la production durant les périodes de réparation. L’entretien préventif planifié consiste à vérifier régulièrement les moteurs et à procéder à leur entretien même en l’absence de faute. Ces inspections devraient être accompagnées d’un nettoyage pour enlever tout contaminant du moteur. L’inspection d’un moteur couvre les points suivants : vérification de la résistance de l’isolation, vérification de l’équilibre et de l’alignement et vérification des courroies. Ces inspections assurent un temps d’arrêt moins important et permettent aussi de faire des économies d’énergie.

La dernière approche, l’entretien prédictif, utilise de l’information collectée à même les moteurs pour adapter l’horaire d’entretien. Par exemple, décider du moment où il convient de remplacer la lubrification se fait sur la base d’une analyse plutôt que d’être fait systématiquement à tous les trois mois, que ce soit nécessaire ou non. L’entretien prédictif diminue les coûts d’entretien et augmente la fiabilité des équipements. Cela permet d’identifier les problèmes avant qu’ils ne s’aggravent au point de causer un bris et améliore la capacité de l’ingénieur à planifier efficacement les réparations. Parmi les facteurs monitorés figurent l’analyse de la lubrification, la condition de l’isolation par scans infra-rouges et le diagnostic du circuit électrique du moteur.

L’évaluation des moteurs, la mise en place d’un programme de gestion et l’entretien des moteurs sont des actions qui peuvent demander du temps, mais les avantages à court et à long terme en valent la peine. Le prochain article discutera des actions suivantes : le choix du moteur approprié et la correction des problèmes de distribution électrique et de qualité du courant.

Ecovision est à votre disposition pour vous aider à rendre vos installations plus efficaces et plus économiques.

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