Installation et dépannage des machines à courant continu : Exemple de diagnostic

Soit un moteur à excitation séparé avec son dispositif de commande manuel (un rhéostat de démarrage).

La nature de panne : le moteur ne démarre pas.

La figure 1 montre les causes possibles de lapanne. L’enchaînement des vérifications du diagnostic commence par la cause n° 1 et se termine par la cause n° 12 avec l’utilisation des instruments
de mesure adaptes.

L’exemple donné peut être approfondi et appliqué pour la détection des véritables pannes ainsi
qu’il peut se transformer en travail pratique si dans l’atelier existent des moteurs à courant continu défectueux.

Exemple de diagnostic d’un moteur
Fig.1

Installation et dépannage des machines à courant continu : La méthode de diagnostic

Le diagnostic est une phase importante de la maintenance corrective. De sa pertinence et de
sa rapidité dépend l’efficacité de l’intervention dans l’entreprise.

Il est précédé par deux actions :

·  La détection: qui décèle au moyen d’une surveillance accrue, continue ou non
l’apparition d’une défaillance ou l’existence d’un élément défaillant ;
·  La localisation : qui conduit à rechercher précisément l’(les) élément(s) par le(s)
quel(s) la défaillance se manifeste.

Le diagnostic permet de confirmer, de compléter ou de modifier les hypothèses faites sur l’origine
 et la cause des défaillances et de préciser les opérations de maintenance corrective nécessaires.

La conduite d’un diagnostic nécessite un grand nombre d’informations saisies :

•  Auprès des utilisateurs de la machine ;
•  Dans les documents des constructeurs ;
•  Dans les documents du service technique ;
•  Dans les documents des méthodes de maintenance.

La méthode générale du diagnostic comporte (fig.1) :

-  L’inventaire des hypothèses :

•  Le diagnostic doit identifier les causes probables de la défaillance ;
•  L’efficacité du diagnostic doit conduireà hiérarchiser les hypothèses par rapport à deux grands critères :
 leur probabilité de se révéler vraies et la facilité de leur vérification.

-  La vérification des hypothèses retenues
•  En les prenant dans l’ordre de leur classement chaque hypothèse doit être vérifiée.
•  L’enchaînement de ses vérifications jusqu’à la constatation d’un essai Bon.
•  La recherche d’une panne dans un circuit électrique ou électronique relève d’un raisonnement
 logique faisant appel aux étapes suivantes :

Méthode générale d’un diagnostic
Fig. 1

Les vérifications à effectuer son faites à l’aide des appareils de contrôle tel que :

•  Lampe-test à source auxiliaire pour vérifier la continuité des circuits ;
•  Lampe néon et ohmmètre à magnéto pour ladétection de mise à la masse ou à la terre ;
•  Contrôleur universel à fonctionnement enampèremètre, voltmètre et ohmmètre
(exemple : Instrument Metrix) ;
•  Oscilloscope, contrôleur universelnumérique ou analogique pour la vérification des circuits
 électroniques de puissance.

Installation et dépannage des machines à courant continu : Démontage, vérification mécanique et électrique

Démontage

Le démontage d’une machine électrique doit toujours être précédé d’un certain nombre de
précautions, telles que:

•  Vidange des paliers, s’il s’agit d’une machine à coussinets;
•  Repérage de la position des flasques par rapport au bâti. Pour cela, on donne un léger coup de
 pointeau, face à face, entre les deux parties qui devront retrouver leur place exacte au remontage;
•  Sortie des balais de leur cage.

a) Démontage de la poulie ou du manchon d’accouplement

Pour démonter la poulie, deux procédés peuvent être employés:

•  se servir d’un arrache-poulie (cas d’une petite poulie) (fig. 1a);
•  se servir de deux goujons filetés, vissés dans le moyeu de la poulie; l’autre extrémité des
goujons traverse une plaqueen acier placée en bout d’arbre. Deux écrous vissés sur les gonjons
feront office d’arrache-poulie (fig. 1b).

                           a) Démontage d’une poulie avec           b)Démontage d’une grande poulie
                                un arrache-poulie                                  à l’aide de deux goujons filetés

Fig. 1

b) Démontage des flasques

Dévisser et déboulonner tous les assemblages, puis donner des coups de marteau obliques sur
le rebord des flasques en se servant d’une cale de bois dur comme intermédiaire. Les flasques
en fonte risqueraient de se briser au contact du marteau.

On commence par sortir un flasque avec l’induit ou sans celui-ci, selon que le serrage est plus
important sur un flasque que sur l’autre. Si l’induit est demeuré en place, on veillera à ne pas
fausser l’arbre du côté où il est retenu, en supportant l’autre extrémité de l’arbre.

Pour sortir l’induit, on aura soin de le centrer, afin d’éviter que les tôles du tambour ne
frottent sur le stator ou sur les pôles.

Remontage du moteur

•  On commence par fixer un flasque en se basant sur les repères que l’on avait faits avant le
démontage. On est ainsi certain de ne pas inverser le côté des flasques par rapport à la
carcasse.

•  On glisse l’induit dans le stator, en ayant soin de relever la bague de coussinet, s’il s’agît
d’un moteur à coussinets, ainsi que les balais si la machine en possède.

•  On met en place le deuxième flasque en le tournant de 180° par rapport à sa position
normale (cas d’un moteur à coussinets). De cette façon, la bague de graissage n’obstrue pas
le passage de l’arbre. Dès que le flasque est à sa place, on met les repères face à face et on
bloque les vis ou les boulons.

•  Pour trouver le logement exact du flasque, on est souvent obligé d’avoir recours à quelques
petits coups de marteau que l’on appliquera toujours par l’intermédiaire d’une cale en bois dur.

Vérification mécanique

•  Le moteur remonté, l’induit doit tourner à la main sans effort. Si cela n’est pas le cas, il
faut desserrer un flasque, puis l’autre si c’est nécessaire et leur trouver une position qui
donne satisfaction. On obtient souvent un bon résultat en serrant progressivement et
alternativement les vis de fixation diamétralement opposées et en frappant légèrement sur
le rebord des flasques avec l’extrémité du manche d’un marteau.

•  Les flasques étant en place, on met les balais dans leurs cages et on règle leur pression.
Celle-ci doit être la même pour tous.

•  Si le moteur est à coussinets, on fait le plein avec une huile spéciale (pour moteur
électrique), à l’exclusion des huiles pour auto ou de l’huile de lin. Pour effectuer le
remplissage de la boîte, on retire la vis qui donne le niveau maximal et on la remet en place
dès que l’huile coule par cet orifice.
•  Si le moteur est à roulements à billes ou à rouleaux, on utilise une graisse consistante
neutre, exempte de toute impureté abrasive et dont le point de goutte est d’environ 110°C.
•  Avant de remettre le moteur en service, il faut veiller à ce que les bagues de graissage
soient à leur place.

•  Pour remonter la poulie, on se sert d’un marteau et d’un morceau de bois dur, afin de ne
pas marquer ou fendre la poulie qui est généralement en fonte. Selon le type de clavette,
celle-ci se place avant ou après le remontage de la poule.

Vérification électrique

Avant le remontage du moteur certaines vérifications peuvent être faites:

•  Vérification de l’isolement entre la masse et le bobinage de l’induit et l’inducteur. Cette
vérification peut s’effectuer soit avec une lampe témoin en série avec une source de
courant, soit avec un voltmètre, ce qui est beaucoup plus précis, soit avec un ampèremètre
et une résistance réglable en série avec une source basse tension. On peu utiliser aussi un
ohmmètre.

•  L’isolement du collecteur peut également avoir un défaut et occasionner une mise à la masse
•  Si les connexions à la plaque à bornes ont été démontées, on doit les remettre correctement
en place, de manière que le sens de rotation soit celui que l’on désire.

Réparation du défaut

Il arrive que la mise à la masse soit facilement réparable. Quand elle est accessible, il suffit de
placer un isolant (mica, léathéroïd) entre la masse et le bobinage. Lorsqu’il s’agit d’une partie
accessible du collecteur, il existe des ciments spéciaux que l’on coule dans la partie
détériorée.

Dans tous les cas où le défaut est caché, il est nécessaire de démonter le collecteur ou le bobinage.

Installation et dépannage des machines à courant continu : Entretien et réparation des machines électriques

Leur entretien est assez réduit, car il se limite:

 •  au renouvellement de la graisse pour les paliers à roulements à billes et au niveau d’huile
dans les paliers à coussinets;
•  au dépoussiérage, qui peut être fait au soufflet, à l’air comprimé et à l’aide de chiffons ou
d’étoupe pour les parties accessibles;
•  à la propreté du collecteur, que l’on peut entretenir en utilisant soit une pierre ponce, soit
du papier de verre à grain fin;
•  à la vérification des charbons des balais, tant au point de vue de leur pression sur le
collecteur ou les bagues que de leur usure. S’il y a lieu de les remplacer, il faut choisir les
balais de même composition que les anciens;
•  à la vérification du serrage des fils d’arrivée à la plaque à bornes;
•  à la vérification de la tension de la courroie ou du serrage du manchon d’accouplement.

Les réparations qui peuvent se présenter dans les parties électriques d’une machine proviennent:

•  d’un court-circuit entre lames du collecteur;
•  de l’usure du collecteur (que l’on rafraîchira au tour);
•  du débordement des micas entre les lames du collecteur (que l’on supprime avec une fraise
ou une lame de scie à métaux);
•  de sections en court-circuit;
•  d’un défaut d’isolement entre sections ou entre le bobinage et la masse métallique du moteur;
•  d’une coupure dans le bobinage ou entre le bobinage et le collecteur.

Remarque:

La plupart de ces anomalies sont graves et nécessitent presque toujours le remplacement de la
partie en cause.

Installation et dépannage des machines à courant continu : Raccordement des canalisations au moteur

Le raccordement de la ligne électrique à la boîte à bornes des génératrices ou des moteurs doit
être souple. On doit éviter toute traction entre ligne et bornes et les conducteurs exigent un
certain mou, voir même un boudinage de quelques spires, à proximité de la plaque à bornes.

Raccordement d’une ligne à un moteur. En (A), arrivée souterraine par tube d’acier (1); en (B), arrivée en tube tôle agrafée (2). Aucune traction ne doit pas exister entre les bornes et les conducteurs de la ligne.

Installation et dépannage des machines à courant continu : Entraînement des machines

Une génératrice a besoin d’être entraînée pour fournir un courant. Un moteur électrique est
accouplé soit à une autre machine électrique, soit à une machine-outil., pour lui transmettre
son énergie mécanique.

L’entraînement d’une machine par un moteur peut s’effectuer avec une courroie plate ou avec
une courroie trapézoïdale à un ou plusieurs brins.

L’accouplement de deux machines se fait au moyen d’un manchon qui peut être rigide, semi-élastique, élastique.

Entraînement par courroie

•  Courroie plate

Il est employé chaque fois que la vitesse de la machine motrice est différente de celle que doit
avoir la machine entraînée. C’est par le jeu du diamètre des poulies que l’on obtient la vitesse
désirable de la machine ou de l’arbre récepteur:

D = d x (n / N)       où:                    n- la vitesse de la machine réceptrice;
                                                       d- le diamètre de sa poulie;
                                                       N- la vitesse du moteur;
                                                       D- le diamètre de sa poulie.

Dans la pratique, il y a lieu de tenir compte du glissement de la courroie, qui peut réduire de
3 à 5% la vitesse linéaire, surtout avec les courroieplate. De ce fait, il faut prévoir une légère
augmentation du diamètre Dou une diminution e l’ordre de 2 à 5% du diamètre d.

Il existe des courroies en:

•  Caoutchouc- elles résistent à l’humidité, mais sont altérées par l’huile;
•  Balataou poil de chameau- elles résistent à l’humidité lorsque la température ambiante
est inférieure à 40°C pour les premières et au-dessus pour les secondes;
•  Coton- elles doivent être rendues imperméables (pour les petits moteurs);
•  Matière plastique(nylon, perlon, polychlorure de vynil)- elles sont très résistantes à
l’usure et à la traction et peuvent être soudées à chaud;
•  Soie- pour entraînement à grande vitesse;
•  Cuir- les plus employées.

Les deux extrémités des courroies sont reliées pour former une boucle. Pour réaliser la
jonction on peut utiliser les procédés suivants: par collage, par agrafage, par plaques à griffes,
par double T, par lançage.

Les dimensions géométriques (largeur des poulies et des courroies plates) sont fonction de la
charge à entraîner.

Pour effectuer la mise en place d’une courroie plate, il est nécessaire que:

•  les deux poulies se trouvent exactement sur le même alignement;
•  la tension de la courroie soit suffisante pour éviter son glissement;
•  la courroie soit croisée, lorsque deux poulies doivent tourner en sens inverse;
•  la courroie soit semi-croisée pour permettre de relier deux arbres qui ne se trouvent pas
dans le même plan;
•  le rapport de transmission ne soit pas exagéré;
•  la distance entre axes de deux poulies ne dépasse pas 4,50 m;
•  les distances minimales (en m) entre axes de deux poulies (la petite étant motrice) se limitent
aux valeurs données dans le tableau:

Après un certain temps de fonctionnement, la courroie s’allonge et glisse exagérément. On y
remédie de trois manière:

•  en tendant au moyen de glissières, s’il en existe;
•  en frottant au moyen d’un chiffon sec ou imbibé d”essence, en appliquant en marche de la
cire ou une graisse spéciale;
•  en raccourcissant la courroie quand l’allongement est important.

•  Courroie trapézoïdale

Les courroies trapézoïdales sont généralement d’une seule pièce et glissent peu, en raison de
leur encastrement dans une gorge. Elles existent également en long métrage et dans ce cas le
raccordement se fait au moyen d’une colle spéciale.

Pour calculer le diamètre des poulies à gorge en fonction de la vitesse, on tient compte du
diamètre primitif, c’est-à-dire pris au milieu de l’épaisseur de la courroie mise sur place. Les
courroies trapézoïdales ont une âme en textile enrobée dans du caoutchouc. Elles ont un profil
en forme de trapèze, avec les côtés obliques formant un angle de 40°.

Pour la pose d’une courroie trapézoïdale il faut savoir que la base inférieure ne doit jamais
s’appliquer au fond de la gorge, la partie large doit effleurer le niveau extérieur de la poulie.

Entraînement par manchons d’accouplement

Les accouplements d’arbres bout à bout sont de plusieurs types.

•  Accouplement rigide

Le manchon qui réunit les deux extrémités des arbres est constitué par deux plateaux en fonte,
clavetés sur les bouts d’arbres et boulonnés ensemble. Ce montage exige un alignement
parfait des deux arbres des machines accouplées.

(1) Accouplement rigide en deux pièces boulonnées , (2) accouplement semi-élastique, (3) à doigts

Fig. 1

  (1) Accouplement élastique “Raffard” composé de tocs
(2) de petites courroies en cuir ou en caoutchouc

Fig. 2

•  Accouplement semi-élastique

L’un des plateaux est percé de trous, l’autre comporte un nombre identique de doigts qui
s’encastrent dans les trous. Les doigts sont constitués par un axe en acier entouré de rondelles
en cuir ou en caoutchouc qui assouplissent l’accouplement. Avec ce montage on laisse un
intervalle de quelques millimètres entre les plateaux.

•  Accouplement élastique

Le système varie avec les constructeurs. L’un des plus connus comporte des tocs
d’entraînement sur chacun des plateaux. Le mouvement est transmis par l’intermédiaire de
petites courroies en cuir ou en caoutchouc qui réunissent deux à deux les tocs des deux plateaux.

Manchon d’accouplement élastique “Citroën”.
Il est constitué par un ressort continu en acier (1),
travaillant dans la graisse sous boîtier étanche (2).
Joint étanche en caoutchouc synthétique (3).

Fig. 3

Réglage des manchons d’accouplement.
En (1) et (2) le réglet indique que les
 Plateaux ne sont pas alignés. En (3) les
Plateaux sont alignés et la jauge (5) 

indique partout le même écartement.

Fig. 4

Installation et dépannage des machines à courant continu : Pose des machines

Levage des machines

L’installation des petites machines électriques (jusqu’à 5 kW) ne pose pas de problème, leur
mise en place s’effectue à bras d’homme avec l’aide d’une barre de fer rond, passé dans
l’anneau de levage.

Les machines excédant le poids de 150 kg demandent le secours d’un appareil de levage tel
qu’un palan accroché à une chèvre, à un monorail ou à un pont roulant. Une grue convient
également.

L’amarrage des machines à installer s’effectue généralement en passant le crochet du palan
dans l’anneau de levage. A défaut d’anneau d’élevage, on amarre la machine au moyen d’un
cordage en chanvre ou d’un câble souple en acier.

Précautions de sécurité à prendre:

•  choisir un appareil de levage correspondant à la charge à lever;
•  ne pas dépasser la limite de sécurité des câbles utilisés (cordage de chanvre - 1 kg/mm2;
câble en acier -6kg/mm2);
•  éviter de placer les câbles sur des arêtes tranchantes qui pourraient les cisailler
durant les manipulations. Si le câble doit passer sur une arête vive, on recouvre
celle-ci d’une planchette ou de toile;
•  ne pas placer un pied ou une main sous la machine manipulée, sans y introduire une
cale plus épaisse que le membre engagé;
•  éviter de stationner sous une charge.

Fixation des machines électriques

•  Rigide, avec fixation par boulons scellés, soit contre un mur, soit sur le sol cimenté, soit
sur un massif de béton.
•  Rigide, par boulonnage sur chaises ou sur le bâti d’une machine-outil.
•  Réglable, avec fixation sur des glissières.
•  Souple, sur un axe. Le socle du moteur est fixé à un axe par une de ses extrémités; l’autre
est soulevée par des ressorts qui jouent le rôle de tendeurs de courroie.