La prochaine étape dans l’évolution du moteur électrique

Publié le mardi 23 mai 2023

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ABB est une entreprise technologique mondiale de premier plan qui dynamise la transformation de la société et de l’industrie pour parvenir à un avenir plus productif et durable.

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Les moteurs électriques constituent l'épine dorsale d'une grande partie des opérations industrielles du Royaume-Uni et, avec les systèmes d'entraînement à vitesse variable (VSD), ils représentent 60 % de la demande en électricité du secteur. Bien que le moteur synchrone existe depuis de nombreuses années, il s'est imposé au cours de la dernière décennie comme l'avenir de la technologie des moteurs électriques, comme l'explique Dave Blissett, directeur régional des ventes – OEM d'ABB.

On estime que 300 millions de moteurs électriques industriels sont en service dans le monde. Améliorer l'efficacité des moteurs en général, même de quelques pour cent, peut potentiellement permettre d'économiser de grandes quantités d'énergie lorsque vous l'extrapolez à l'ensemble d'un parc de moteurs.

Grâce à une autre innovation – le variateur de vitesse – le moteur à réluctance synchrone (SynRM) est désormais l'une des variantes de moteur les plus efficaces disponibles, le SynRM de dernière génération d'ABB étant capable d'atteindre des niveaux de rendement allant jusqu'à IE5. Par rapport à un moteur IE2 équivalent, un SynRM permet d'obtenir des pertes 50 % inférieures, tout en offrant des performances et une fiabilité supérieures, et en réduisant considérablement la consommation d'énergie et les émissions de CO2.

SynRM et les ensembles d'entraînement atteignent leurs niveaux de rendement élevés grâce à l'utilisation d'un rotor sans cage spécialement conçu. Cela supprime les pertes de rotor traditionnelles, contribuant ainsi à réduire les pertes globales jusqu'à 40 % par rapport à un moteur IE3 équivalent, avec une consommation d'énergie et des émissions de CO2 nettement inférieures. Le couple est généré en utilisant le principe de réluctance magnétique pour tirer le rotor.

L’augmentation des coûts énergétiques a, par inadvertance, rendu encore plus convaincants les arguments en faveur d’une efficacité ultra-premium. À mesure que le coût de l’énergie augmente, les délais de récupération des actifs automobiles diminuent. De plus, un moteur typique s’amortira plusieurs fois en termes d’efficacité énergétique améliorée au cours de sa durée de vie.

Grâce à sa conception sans cage, un SynRM fonctionne plus silencieusement que les autres types de moteurs. Il a également une température de fonctionnement plus basse, avec des températures de bobinage inférieures de 30°C et des températures de roulements jusqu'à 15°C inférieures. Cela contribue à prolonger la durée de vie des roulements, qui représentent environ 70 % des pannes imprévues de moteurs. Les intervalles de regraissage sont également moins fréquents et aucun changement de brosse n'est nécessaire. Cela signifie que le moteur nécessite moins d’entretien en général. En plus de réduire le temps et les coûts de maintenance, cela réduit également la dérive des performances au fil du temps, permettant ainsi de préserver ces niveaux d'efficacité ultra-premium aussi longtemps que possible pour une consommation d'énergie réduite. En effet, réparer un vieux moteur IE3 vous laisse toujours des performances d'efficacité IE3, ainsi qu'un entretien plus fréquent et un risque de panne plus élevé.

Le SynRM d'ABB combine les performances des moteurs à aimants permanents avec la simplicité et la convivialité des moteurs à induction. Le rotor ne contient aucun enroulement, ce qui signifie qu'il n'y a pratiquement aucune perte de puissance. Il ne contient pas non plus de terres rares ni d'aimants, ce qui rend la maintenance similaire à celle d'un moteur à induction et constitue une option plus durable par rapport aux autres types de moteurs.

En 2019, ABB a lancé son moteur ultra-premium IE5 SynRM, qui représente un bond en avant majeur dans les capacités d’efficacité des moteurs électriques. En optimisant l'ensemble moteur et variateur, ABB peut maximiser les niveaux d'efficacité, offrir un contrôle précis du moteur et offrir une excellente fiabilité tout au long du cycle de vie des produits. De plus, l'ensemble moteur et variateur convient à une large gamme d'applications, basées à la fois sur un couple constant et variable.

Il y a à peine dix ans, la limite d’efficacité énergétique était IE4, et le concept d’IE5 n’était que théorique. Avec l'ABB SynRM désormais capable d'IE5, d'autres opportunités d'économie d'énergie sont désormais disponibles. Les moteurs représentant 45 % de toute l'électricité consommée par les bâtiments et les applications industrielles, si chacun d'entre eux était mis à niveau vers un SynRM IE5, les économies d'énergie et de carbone seraient considérables et auraient des implications majeures pour l'objectif du gouvernement britannique d'atteindre l'objectif de zéro carbone net. émissions de CO2 d’ici 2050, ainsi que d’autres objectifs pour des industries et des secteurs individuels.