La surveillance de l’état de l’installation à l’aide de variateurs de fréquence intelligents permet d’assurer la maintenance prédictive de l’équipement, ce qui présente de nombreux avantages par rapport aux concepts de maintenance préventive et corrective. Néanmoins, la surveillance de l’état de l’équipement dépend des données du capteur et l’installation de capteurs supplémentaires dans les installations peut s’avérer coûteuse. Lorsque des variateurs intelligents sont utilisés dans l’application, ils constituent une source de données précieuse qui prend en charge ou permet de prendre en charge la surveillance de l’état de l’installation. La longueur d’avance en matière de connaissances permet de créer de la valeur ajoutée et le processus permet d’économiser des coûts inutiles dus à l’arrêt de l’installation ou à une usure accrue.
La mise en place est simple : en fonction de l’application, il existe deux options. Dans la première, le variateur apprend automatiquement et parallèlement au fonctionnement pendant une durée définie. Dans la deuxième option, l’utilisateur industriel effectue un cycle d’identification, appelé cycle de référence. Le variateur guide alors la machine sur toute la plage de vitesse et établit un modèle de surveillance.
Détection précoce de l’usure : surveillance des vibrations mécaniques
De nombreux défauts mécaniques tels que l’usure des roulements, le désalignement de l’arbre et le déséquilibre génèrent des vibrations. Grâce aux nouvelles fonctions, les variateurs intelligents peuvent désormais contrôler et détecter les vibrations dans un moteur ou une application en utilisant un capteur externe pour en minimiser, voire empêcher les conséquences.
En effet, il est possible d’éviter l’usure accélérée des pièces mécaniques d’un système de variateur, par exemple à l’aide d’un variateur de fréquence Danfoss VLT® associé à un transmetteur de vibrations externe. En mettant en corrélation le signal du transmetteur avec les signaux internes du variateur, tels que la vitesse ou d’autres signaux pertinents pour l’application, le variateur peut détecter les erreurs de manière précoce. Il indique l’état du système afin d’éviter une panne fonctionnelle. La maintenance peut être préparée et planifiée à l’avance tandis que l’appareil peut continuer à fonctionner jusqu’à la prochaine interruption de maintenance possible.
La surveillance des vibrations dans les variateurs VLT® s’effectue à l’aide de méthodes normalisées et de seuils définis dans des normes telles que la norme ISO 13373 relative à la surveillance et au diagnostic d’état des machines ou la norme ISO 10816/20816 de mesurage et d’évaluation des vibrations de machines. L’avantage d’une telle surveillance dans le variateur est de pouvoir comparer les données et les conditions réelles en fonctionnement continu/rampes, les conditions de charge ou la vitesse.
Détection des erreurs de bobinage moteur avant la survenance d’une panne
Les défaillances de bobinage du moteur ne se produisent pas soudainement, elles se développent au fil du temps. Tout commence par un petit court-circuit au niveau d’un bobinage qui entraîne un échauffement supplémentaire. Le dommage se poursuit sans être détecté jusqu’à ce que la protection contre les surcourants s’active et provoque l’arrêt du moteur.
Cela entraîne des temps d’arrêt indésirables. La surveillance continue de l’état du moteur permet d’y remédier en analysant les signatures électriques.
Des informations d’état peuvent être tirées des courants du moteur et des signaux de tension et être mises en lien avec des erreurs de moteur ou d’application, telles que le décalage de l’arbre ou des erreurs dans les enroulements du stator. Les capteurs de courant et de tension fournissant ces informations sont des éléments essentiels des variateurs de fréquence. Il n’y a donc aucun coût supplémentaire lié à l’utilisation de sondes externes.
Surveillance de la courbe d’enveloppe de charge : détection précoce d’ensablement, etc.
La pompe semble fonctionner normalement mais le variateur de fréquence intelligent de Danfoss déclenche une alarme de maintenance. Il détecte une augmentation de la charge. Il donne ainsi une indication importante : la pompe est ensablée. Elle peut être nettoyée plus rapidement avant qu’un problème majeur ne survienne et l’installation peut continuer à fonctionner normalement.
De plus, la surveillance de l’état de l’équipement permet de réaliser des économies d’énergie, car la pompe peut toujours fonctionner dans des conditions optimales.
Pour localiser cette erreur, le variateur de fréquence se réfère aux valeurs de mesure du courant et de la tension pour contrôler le moteur. Ici aussi, les paramètres que ces valeurs ont permis de calculer, par exemple la puissance du moteur, l’énergie, la vitesse réelle du moteur ou le couple, peuvent être utilisés en deuxième lieu pour surveiller la charge du moteur. Si le variateur de fréquence détecte des conditions de surcharge ou de sous-charge causées entre autres par une détérioration, un ensablement ou de la corrosion dans les applications de pompage, il émet une alarme de maintenance.