Moteurs électriques surdimensionnés : quand le remplacement est le choix intelligent

Le surdimensionnement des moteurs est devenu une pratique de plus en plus courante de nos jours. Surdimensionner un moteur signifie essentiellement sélectionner une puissance supérieure à celle nécessaire. Il y a diverses raisons pour lesquelles beaucoup choisissent de surdimensionner. D'une part, le surdimensionnement est censé compenser les disparités dans les opérations du système. D'autres citent aussi des mesures préventives, estimant que le coût d'un moteur plus gros est plus facile à gérer que le coût d'un incident mécanique.

Cependant, beaucoup ne sont pas non plus favorables au surdimensionnement car ils pensent que les moteurs électriques surdimensionnés coûtent généralement plus cher à faire tourner et ne mènent qu'au gaspillage d'énergie. Pour eux, des moteurs plus appropriés peuvent minimiser l'usage d'énergie et par conséquent réduire les coûts d'exploitation. Ils croient essentiellement que les moteurs surdimensionnés sont inefficaces et devraient être remplacés immédiatement par des unités de taille appropriée et écoénergétiques.

Cependant, dans la réalité, le remplacement n'est pas toujours la meilleure solution pour un moteur électrique surdimensionné. Il y a diverses informations qui doivent être obtenues d'abord pour faire une évaluation précise des économies d'énergie. Celles-ci incluent la charge du moteur, l'efficacité du moteur à un point de charge spécifique, et la vitesse de fonctionnement du moteur.

Charge du moteur

Les moteurs électriques sont essentiellement des machines qui convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique pour agir sur une charge mécanique. La charge est le fardeau placé sur le moteur quand ce processus mécanique se produit. Généralement, avoir la charge du moteur correctement adaptée au moteur est nécessaire, car cela prévient les dommages au moteur et évite des opérations inefficaces et coûteuses.

L'utilisation d'un moteur significativement surdimensionné par rapport à la charge du moteur résulte généralement en des dépenses inutiles tant pour le coût initial que pour l'exploitation continue du moteur. Cependant, parfois, un moteur significativement surdimensionné peut aussi être requis quand des charges de pointe substantiellement plus grandes sont attendues.

Néanmoins, même si certaines situations peuvent exiger le surdimensionnement pour les charges de pointe, il est sinon toujours préférable de sélectionner un moteur qui opère efficacement dans la plage de charge de 75 à 100 pourcent. Dans certains cas, la réduction de la taille du moteur peut générer des économies sur la demande d'énergie.

Efficacité du moteur à un point de charge spécifique

L'efficacité du moteur est essentiellement le rapport entre la quantité de travail mécanique que le moteur effectue et la puissance électrique qu'il consomme pour faire le travail. Cette mesure est généralement déterminée en pourcentage. Naturellement, à mesure que la charge devient plus élevée, l'efficacité du moteur augmente aussi. C'est principalement parce que les frottements jouent un rôle progressivement plus petit dans l'efficacité globale du moteur à mesure que la charge augmente.

Généralement, les moteurs électriques surdimensionnés sont considérés comme moins efficaces comparés aux moteurs de taille appropriée. Ces moteurs sont à leur point de fonctionnement optimal quand ils opèrent entre 30 pourcent et 100 pourcent de la charge nominale.

Cependant, dans certains cas, des moteurs de tailles plus grandes peuvent aussi opérer à des charges descendant à 25 pourcent de la charge nominale avec une efficacité significativement élevée.

En essence, l'efficacité d'un moteur électrique va dépendre de plusieurs facteurs, tels que sa conception, matériaux, puissance nominale, charge, qualité de l'énergie, et conditions de fonctionnement.

Vitesse de fonctionnement du moteur

La vitesse d'un moteur électrique est généralement déterminée par la fréquence de l'alimentation électrique ainsi que le nombre de pôles dans son champ magnétique. La vitesse de fonctionnement réelle d'un moteur est généralement inférieure à sa vitesse synchrone. Cette différence entre la vitesse réelle et la vitesse synchrone est appelée « glissement ». Le glissement et la vitesse de fonctionnement dépendent généralement de la charge appliquée, et la charge imposée sur un moteur dépend à son tour de sa taille.

À mesure que la charge sur un moteur augmente, il commence à tourner plus lentement jusqu'à ce qu'il opère à la vitesse de charge nominale. Donc, les moteurs surdimensionnés ont tendance à opérer à des vitesses qui approchent la synchronisation. Dans la plupart des cas, les moteurs surdimensionnés tendent à opérer à une vitesse plus élevée que les moteurs de taille appropriée et écoénergétiques. Cela doit être considéré lors de la détermination des économies d'énergie et de demande.

Conclusion

Il y a généralement diverses préoccupations et caractéristiques qui déterminent si le surdimensionnement est bon pour des systèmes spécifiques. D'un côté, le surdimensionnement peut augmenter les coûts d'exploitation et appeler à des rebobinages ou remplacements de moteurs électriques quand des contraintes surviennent à cause de l'incapacité du système à gérer la puissance supplémentaire. Face à des problèmes de moteurs, des questions cruciales devraient être posées avant de décider s'il faut rebobiner ou remplacer le moteur.

De l'autre côté, le surdimensionnement peut compenser le manque de maintenance, surtout quand la révision de générateur n'est pas faite régulièrement. Même s'il n'est pas entretenu, un moteur avec une puissance plus élevée peut encore tourner plus longtemps sous les mêmes conditions. Globalement, les avantages et inconvénients du surdimensionnement de moteur ne peuvent pas être généralisés.