Les moteurs électriques utilisés sur les équipements miniers doivent résister en même temps à des conditions difficiles telles que la poussière, les vibrations, l'humidité et la charge lourde continue. Les concasseurs, les convoyeurs, les installations de criblage et les pompes d'exhaure attendent chacun du moteur un profil de résistance différent. Comme la panne d'un moteur sur un site minier signifie l'arrêt de tout le procédé, le choix est une décision d'ingénierie qui veille en même temps à la robustesse et au rendement.

Les conditions que l'environnement minier impose au moteur

Sur un site minier, la fine poussière minérale présente dans l'air charge en permanence le carter du moteur et le ventilateur de refroidissement ; c'est pourquoi les indices de protection IP55 et supérieurs, les joints d'étanchéité et le choix de roulements résistants à la poussière passent au premier plan. L'humidité ambiante et le travail à proximité des eaux souterraines exigent un revêtement de surface résistant à la corrosion. Le carter en fonte est bien plus résistant que l'aluminium aux chocs et aux vibrations ; en amortissant les contraintes mécaniques du terrain, il maintient les centres de paliers alignés et réduit les pannes d'origine vibratoire.

Les difficultés des entraînements de concasseurs

Les concasseurs à mâchoires et giratoires exigent un couple de démarrage (start) élevé ; la caractéristique de démarrage du moteur est particulièrement déterminante lors des démarrages effectués avec la chambre pleine de matière. Dans ces applications, un moteur dont le couple de démarrage est insuffisant soit ne tourne pas du tout, soit brûle son bobinage en absorbant un courant excessif. En raison de la forte inertie et de la charge variable, on utilise le plus souvent un démarrage étoile-triangle ou un démarreur progressif (soft starter) afin de limiter le courant de démarrage et l'échauffement du moteur. Sous charge de choc, la stabilité mécanique apportée par le carter en fonte prend une valeur particulière dans les applications de concassage.

Convoyeurs et systèmes de transport

Sur les convoyeurs, le régime de fonctionnement continu S1 et un faible échauffement gagnent en importance en raison du transport de charge ininterrompu sur de longues distances. Comme un couple régulier et stable est nécessaire tout au long de la ligne, on préfère généralement dans ces applications des moteurs à 4 et 6 pôles, soit 1500 et 1000 tr/min. Sur les bandes inclinées et longues, un démarrage en rampe contrôlé par variateur est appliqué afin de réduire la tension au démarrage ; cela protège à la fois la durée de vie de la bande et le bobinage du moteur. Comme la vitesse du moteur choisi avec le réducteur détermine directement la vitesse de la bande, le choix est fait correctement dès le départ.

Criblage, pompage et exhaure

Les installations de criblage vibrant fonctionnant sous vibration permanente exigent des moteurs à boulons de fixation et à carter de résistance élevée. Sur les pompes d'exhaure et à boues, c'est l'humidité et la charge de particules abrasives qui passent au premier plan ; dans ces applications, un indice de protection élevé et un système de garniture robuste sont indispensables. Dans les applications de pompes et de ventilateurs, il est utile de consulter les contenus techniques correspondants pour établir correctement la relation vitesse-débit. La gestion de l'eau sur un site minier est aussi déterminante que le concasseur pour la continuité de la production.

Effectuer correctement le choix de la puissance et du nombre de pôles

Sur les équipements miniers, le choix du moteur dépend moins de la puissance de plaque que du caractère de la charge. Les convoyeurs à charge constante et les concasseurs à charge de choc exigent une réserve de conception différente, même à valeur en kW identique ; il est donc pertinent d'ajouter une marge de sécurité (facteur de service) à l'application. Le nombre de pôles détermine quant à lui directement la vitesse et façonne la conception mécanique :

  • 2 pôles (3000 tr/min) : sur les pompes à vitesse élevée et certains ventilateurs ; rarement préféré sur les entraînements miniers à fortes charges de choc.
  • 4 pôles (1500 tr/min) : le point d'équilibre le plus répandu pour les convoyeurs et l'entraînement général ; offre un choix équilibré entre couple et vitesse.
  • 6 pôles (1000 tr/min) : fréquemment utilisé avec un réducteur sur les entraînements de concasseurs et de broyeurs exigeant un couple élevé.

La large plage de puissance allant de 0,55 kW à 355 kW permet de couvrir depuis les équipements auxiliaires jusqu'à l'entraînement du concasseur principal, à partir d'une seule famille de moteurs. La structure du rotor asynchrone à cage d'écureuil, avec sa conception mécanique sans balais et simple, maintient la charge d'entretien basse dans les conditions difficiles d'un site minier.

Rendement et continuité

Comme les installations minières travaillent le plus souvent par équipes et sur de longues durées, les classes de rendement IE3 Premium et supérieures réduisent nettement la dépense énergétique. Dans une installation dont la puissance installée atteint des centaines de kilowatts, même un écart de rendement de quelques pour cent correspond à un montant d'énergie annuel très important. Par exemple, sur un entraînement de 132 kW fonctionnant 20 heures par jour, l'écart d'environ deux pour cent entre deux classes de rendement se transforme en une économie annuelle de plusieurs milliers de kilowattheures. L'isolation de classe F assure une marge thermique sûre à température ambiante élevée et sous charge lourde ; cela prolonge la durée de vie du bobinage et réduit les arrêts non planifiés.

Refroidissement, ventilation et gestion de la température

La température ambiante élevée et l'air poussiéreux du site minier compliquent directement le refroidissement du moteur. Sur les carters à refroidissement de surface standard (IC411), lorsque l'air aspiré par le ventilateur n'est pas maintenu propre, l'évacuation de la chaleur diminue et la température du bobinage monte à des niveaux dangereux. Dans les environnements très poussiéreux, la réserve thermique est augmentée par un refroidissement forcé d'origine externe ou par le choix d'un carter plus grand. Les thermistances PTC ou les sondes PT100 placées dans le bobinage détectent tôt la surchauffe et arrêtent le moteur ; cette mesure simple évite un rebobinage coûteux. Lorsque la température ambiante dépasse 40 °C, le moteur doit être exploité avec une puissance nominale quelque peu réduite (derating).

Montage, accouplement et alignement

L'un des facteurs qui déterminent la durée de vie du moteur sur un équipement minier est aussi le montage correct. Un défaut d'alignement d'arbre conduit à une usure prématurée de l'accouplement et des roulements, à une augmentation des vibrations et à un échauffement déséquilibré du bobinage ; c'est pourquoi le raccordement de l'accouplement est réalisé par alignement laser et le plan des pattes est contrôlé. Les carters B3 à pattes sont préférés sur les entraînements de concasseurs et de convoyeurs, tandis que les carters B5 et B14 à bride le sont dans les applications raccordées directement à une pompe ou à un réducteur. Sur les entraînements poulie-courroie, le réglage correct de la tension de courroie préserve la durée de vie des roulements en limitant la charge radiale appliquée au palier de l'arbre.

Entretien, surveillance et prévention des pannes

Dans les mines, l'entretien des moteurs doit être planifié et régulier en raison des conditions difficiles du site. Pour empêcher la poussière d'obstruer les ailettes de refroidissement, le carter est nettoyé périodiquement, les roulements sont graissés selon le plan de graissage, et les vibrations ainsi que la température du bobinage sont surveillées en permanence. Un déséquilibre de courant ou une augmentation des vibrations est un signe précoce d'une panne imminente. Disposer d'un moteur de rechange pour les équipements critiques empêche une panne d'arrêter la production pendant des jours. La consignation du plan de graissage et des mesures de vibration facilite la prévision du moment où chaque moteur exigera une intervention.

Les solutions DRG pour le site minier

DRG Motor fournit, depuis son siège d'İzmir, des moteurs à carter en fonte, protégés IP55 et à couple de démarrage élevé dans la plage de 0,55–355 kW pour les applications minières. Si vous nous communiquez votre type d'équipement, votre caractère de charge et vos conditions de site, nous vous proposons une configuration qui équilibre robustesse et rendement ; nous veillons à la continuité du site par les pièces de rechange et le support technique. Le bon choix de moteur est une décision qui réduit au minimum, sur un site minier, à la fois le coût énergétique et le risque d'arrêt imprévu. Vous pouvez voir toute la famille de produits depuis la page d'accueil.