Un noyau de stator desserré dans un générateur peut provoquer des vibrations, une surchauffe et une baisse de rendement. Non réparé, il peut entraîner une défaillance de l’isolation, du bruit, voire une panne du générateur. Les générateurs étant essentiels à la production d’électricité, des réparations rapides sont essentielles pour maintenir leur stabilité et prolonger leur durée de vie.
Cet article présente les causes, le diagnostic et les méthodes de réparation permettant de prévenir les dommages et de garantir des performances à long terme.
Comprendre les causes du desserrage du noyau du stator
De fines tôles d’acier au silicium laminées sont empilées pour former le noyau du stator, ce qui réduit les pertes par courants de Foucault et améliore le rendement. Elles sont fixées par verrouillage, collage, soudure ou serrage. Cependant, des facteurs opérationnels et environnementaux peuvent provoquer un desserrage au fil du temps, tels que :
Contraintes mécaniques et vibrations : Le fonctionnement prolongé du générateur, les fluctuations soudaines de charge et un mauvais alignement peuvent créer des contraintes mécaniques excessives, affaiblissant l’intégrité structurelle du noyau du stator.
Dilatation et contraction thermiques : Les générateurs fonctionnent dans des conditions thermiques variables. Les cycles répétés de chauffage et de refroidissement provoquent la dilatation et la contraction des tôles, entraînant progressivement leur desserrage. Corrosion et oxydation : L’humidité, les contaminants atmosphériques et les polluants environnementaux peuvent provoquer la formation de rouille sur les tôles, détériorant ainsi leur adhérence.
Installation ou entretien incorrects : Un serrage inadéquat, des fixations desserrées et des techniques de collage inappropriées lors du montage ou de l’entretien peuvent contribuer à un desserrage précoce.
Les tôles desserrées créent des interstices, entraînant des pertes de fer plus importantes, des vibrations et des dommages à l’isolation. Ignorés, ces problèmes peuvent réduire l’efficacité et la durée de vie du générateur. Pour éviter d’autres dommages, il est nécessaire de les détecter et de les restaurer rapidement.
Inspection et diagnostic d’un noyau de stator desserré
Avant de procéder à une réparation, une inspection complète doit être effectuée afin de déterminer l’étendue du desserrage du noyau. Les méthodes de diagnostic suivantes sont largement utilisées dans l’industrie :
Démontage et inspection visuelle
- Ouvrez le carter du générateur et retirez soigneusement le rotor.
- Inspectez le noyau du stator à la recherche d’interstices visibles, de décoloration ou de signes de rouille et de corrosion.
- Examinez les fentes de ventilation ; la présence de rouille rouge indique un desserrage du noyau.
Examen de la rouille
- L’accumulation de rouille entre les tôles suggère une exposition prolongée à l’humidité et un affaiblissement de l’intégrité structurelle du noyau.
- Utilisez un bâton de bambou pour éliminer délicatement les dépôts de rouille, puis de l’air comprimé pour éliminer la poudre de rouille des encoches.
Analyse des vibrations et du bruit
- Effectuez une analyse des vibrations pour détecter les oscillations inhabituelles causées par l’instabilité du noyau.
- Surveillez les niveaux de bruit anormaux, tels que les bourdonnements ou les cliquetis, qui peuvent indiquer un desserrage des tôles.
Imagerie thermique
- Utilisez la thermographie infrarouge pour identifier les points chauds localisés, signe d’une augmentation des pertes fer dues aux jeux de tôles.
Tests électriques
- Pour évaluer l’intégrité électrique du noyau du stator, effectuez des tests d’impédance et de résistance d’isolement.
- Analysez la distribution du champ magnétique pour détecter toute irrégularité causée par un desserrage des tôles.
Tests par ultrasons
- Utilisez des ultrasons haute fréquence pour détecter un délaminage interne des tôles invisible de l’extérieur.
Une fois le niveau de desserrage du noyau déterminé, la technique de réparation appropriée doit être appliquée pour restaurer l’intégrité structurelle et la fonctionnalité.
Techniques de réparation efficaces pour un noyau de stator desserré
1. Remontage et serrage du noyau
En cas de léger desserrage du noyau, le remontage et le serrage des tôles permettent de restaurer efficacement l’intégrité :
- Retirez soigneusement le noyau du stator de son logement.
- Alignez et remettez les tôles desserrées à leur position d’origine.
- Utilisez des presses hydrauliques ou des pinces haute pression pour comprimer fermement l’empilement.
- Appliquez de nouveau du vernis ou des revêtements isolants pour éviter les courts-circuits et l’oxydation.
Cette technique est particulièrement adaptée aux premiers stades de desserrage, lorsqu’aucun dommage mécanique important n’est encore apparu.
2. Collage du noyau avec de la résine époxy
Pour les cas de desserrage modéré du noyau, le collage à la résine époxy est une méthode efficace :
- Ouvrez délicatement les tôles d’acier au silicium desserrées à l’aide d’un petit tournevis.
- Appliquez de la peinture époxy résistante à la chaleur sur une fine feuille de mica et insérez-la dans l’espace.
- Si l’espace est important, utilisez de la bakélite ou du carton isolant trempé dans de la résine époxy.
- Assurez-vous que le matériau de remplissage épouse la forme des dents du stator.
- Appliquez une couche de peinture isolante résistante à l’humidité pour les protéger des agressions extérieures.
Cette méthode renforce la liaison des tôles tout en préservant l’intégrité de l’isolation.
3. Réparation des dents du noyau desserrées
Si les dents du noyau du stator sont desserrées, un renforcement supplémentaire est nécessaire :
- Insérez plusieurs cales à différents emplacements axiaux, en veillant à ce qu’elles soient recouvertes de résine époxy.
- Placez les cales avec précaution sans endommager l’isolant adjacent ni les fils de bobinage.
- Choisissez des cales non magnétiques pour maintenir des performances électromagnétiques optimales.
Cette méthode stabilise efficacement les dents du noyau et prévient tout desserrage supplémentaire.
4. Renforcement des tôles de bord
Lorsque les tôles de bord du noyau se desserrent :
- Insérez une cale en acier non magnétique entre les tôles et les bandes de dents.
- Soudez la cale aux bandes de dents à l’aide d’une baguette de soudage 3AT en évitant toute exposition excessive à la chaleur.
- Si les tôles sont maintenues par deux bandes dentées, insérez des cales en cuivre entre chaque dent et la bande de conduit d’air, puis soudez-les solidement.
Des techniques de soudage appropriées doivent être appliquées pour éviter d’endommager l’isolation du noyau.
5. Réparation des tôles desserrées au milieu du noyau
En cas de desserrage extrême des tôles du milieu du noyau :
- Retirez la bobine avant toute réparation.
- Si le noyau est serré par des boulons, resserrez-les pour rétablir la compression.
- Si le noyau est comprimé intérieurement, nettoyez la zone desserrée avec de l’essence pour éliminer l’huile et la rouille.
- Insérez une feuille de mica dans l’espace et collez-la avec de la résine époxy.
- Si le noyau est excessivement desserré, utilisez plusieurs tiges d’essai à fentes positionnées symétriquement.
- Décollez les points de soudure des bandes de pression des dents, resserrez le noyau et ressoudez les bandes.
Cette méthode restaure l’intégrité structurelle interne tout en préservant une isolation adéquate.
6. Techniques de soudage et de brasage
Dans les cas extrêmes, le soudage ou le brasage peuvent être nécessaires :
- Utilisez le soudage par points ou le brasage aux points critiques pour renforcer les tôles.
- Appliquez une chaleur contrôlée pour éviter la surchauffe et la déformation du noyau.
- Utilisez des matériaux d’apport non magnétiques pour ne pas affecter le rendement électrique.
Le soudage doit être effectué avec soin afin d’éviter toute dégradation des propriétés magnétiques du noyau du stator.
7. Remplacement du noyau
Si toutes les techniques de réparation échouent et que le noyau du stator reste instable :
- Retirez complètement le noyau du stator endommagé du générateur.
- Installez un noyau neuf, correctement aligné.
- Effectuez des tests électriques et mécaniques rigoureux avant le remontage.
Bien que coûteux, le remplacement du noyau garantit la fiabilité à long terme du générateur.
Mesures préventives pour éviter tout desserrage futur
Les précautions suivantes doivent être prises afin de réduire le risque de desserrage du noyau du stator :
- Entretien fréquent : Pour détecter les premiers signes de desserrage, vérifiez et entretenez régulièrement le générateur.
- Techniques d’installation appropriées : Assurez un alignement correct et une fixation solide des tôles lors du montage.
- Réduction des vibrations : Mettez en place des mécanismes d’amortissement des vibrations pour réduire les contraintes mécaniques.
- Protection contre la corrosion : Pour prévenir la rouille et l’oxydation, appliquez des revêtements protecteurs.
- Gestion de la température : Optimisez les systèmes de refroidissement afin de minimiser la dilatation et la contraction thermiques.
En adhérant à ces stratégies préventives, les exploitants de générateurs peuvent prolonger la durée de vie du noyau du stator et améliorer les performances globales.
Conclusion
Un noyau de stator desserré affecte le rendement, la stabilité et la durée de vie d’un générateur. Un diagnostic et des réparations appropriés, comme le réempilage, le collage époxy, l’insertion de cales, le soudage ou le remplacement, peuvent restaurer les performances. Un entretien régulier, une installation correcte et un contrôle des vibrations permettent d’éviter le desserrage, garantissant ainsi une production d’électricité fiable et efficace.
