Un moteur Weg asynchrone à bagues

Weg Germany GmbH a fourni, à l’usine Man Turbo AG d’Oberhausen, un moteur à bagues haute tension de 45 tonnes, 14 000 kW, 10 000 V pour tester de gigantesques compresseurs de type axial, radial et à engrenages. Conçu et fabriqué par Weg, selon un cahier des charges rigoureux, le moteur M-Line se caractérise par sa conception extrêmement robuste. Cette caractéristique lui permet de supporter les rigueurs de la manutention, liées aux multiples déplacements autour de la zone d’essais au moyen de grues et de matériels de levage, tout en assurant un fonctionnement fiable malgré des conditions d’essais contraignantes. En outre, le moteur est équipé de deux arbres coniques, autorisant l’accouplement de turbines à vapeur ou d’une motorisation auxiliaire à l’extrémité du deuxième arbre, augmentant ainsi la puissance mécanique nominale à 20 000 kW.
Au départ, la société Man Turbo AG hésitait à passer une commande stratégique pour un moteur d’essais auprès d’un fournisseur qu’elle ne connaissait que très peu. Cependant, Weg a réussi à faire la preuve de son savoir faire en matière de fabrication et de fourniture au niveau mondial. Un climat de confiance s’est instauré avec le personnel de Weg Allemagne conforté par la visite du banc d’essais de Sulzer Pumps, à Leeds au Royaume-Uni chez qui Weg a fourni un moteur à bagues similaire mais de puissance inférieure. Autre facteur déterminant qui influença la décision de Man Turbo de préconiser le moteur Weg, le constat que Weg était l’une des trois rares sociétés dans le monde possédant le savoir-faire nécessaire pour concevoir une machine spéciale répondant au cahier des charges rigoureux de Man Turbo AG. Le plus gros moteur, jamais construit par Weg, est une machine à bagues utilisée dans un tunnel à soufflerie pour tester les avions à des vitesses supersoniques élevées. Ce moteur de 27 000 kW, 12 pôles, 11 kV, mesure 7 mètres de long sur 5 mètres de large et pèse plus de 93 tonnes. La puissance requise pour fonctionner a nécessité d’avoir son propre raccordement à un réseau de 132 kV. Toutefois, Weg a été en mesure de livrer une solution globale qui réponde à ce besoin en fournissant un transformateur de 35 MVA, 11 kV/132 kV, avec changeur de prises automatique, permettant ainsi au client de réduire largement tous ses coûts d’installation.
La machine Man Turbo est également de taille impressionnante : moteur à refroidissement forcé d’une puissance nominale de 14 000 kW, service continu S1 -100%, à isolation et échauffement de classe F, fonctionnement compris entre légèrement moins de 1 500 tr/mn et 750 tr/mn. Les moteurs de cette taille sont généralement fixes et fonctionnent en continu dans des conditions normales. Ce n’est pas le cas pour ce moteur : soulevée par des grues et des matériels de levage, la machine de 45 tonnes doit subir des déplacements contraignants et continuer à fonctionner de manière fiable dans de sévères conditions typiques aux bancs d’essais.
Man Turbo AG a spécifié un moteur à bagues car la société a, depuis de nombreuses années, l’expérience de cette technologie qui a toujours donné de bons résultats même si jusque là il s’agissait de moteurs de puissances inférieures. Les moteurs à bagues constituent la solution idéale et adaptée aux applications de bancs d’essais de ce constructeur car ils évitent les phénomènes indésirables liés aux couples pulsatoires.
La spécification inhabituelle de ce moteur à bagues témoigne de l’adaptabilité du produit grâce à la nature modulaire des moteurs haute tension M-Line de Weg. En effet, leur conception autorise une souplesse d’utilisation et permet d’obtenir l’adéquation parfaite entre les caractéristiques techniques du moteur et les besoins spécifiques du client. Le moteur Man Turbo est ainsi conçu avec deux bouts d’arbres coniques qui permettent de réaliser des essais dépassant la capacité normale du moteur. Au cours de ces essais, le second des arbres coniques est raccordé à une turbine ou à un autre moteur pour fournir la puissance supplémentaire, augmentant ainsi la puissance utile nominale de l’ensemble de la machine à 20 000 kW.
La régulation de vitesse du moteur est assurée par un rhéostat liquide. Ce dispositif possède deux cuves pour des essais à charge totale et partielle. Le démarrage se fait progressivement de 0 à 1 500 tr/mn, avec un fonctionnement normal entre 50% à 100% de la vitesse nominale, soit 750 tr/mn à 1 500 tr/mn. Dans cette plage de vitesse, le moteur fonctionne à couple constant. L’option d’un variateur de vitesse avait été envisagée mais rejetée en raison de l’investissement beaucoup plus élevé, et d’un risque très important de destruction des pales du compresseur liée éventuellement à des problèmes de couple.
À la suite de la livraison du moteur à bagues Weg, Man Turbo a lancé un programme d’essais internes, pour constater que la performance du moteur répondait et dépassait ses attentes. La procédure d’essais fut couronnée de succès, entraînant d’autres achats d’équipements Weg.
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