Agence de relation média

La technologie de palier magnétique actif SKF représente une alternative à la technologie de roulement traditionnelle (mécanique) dans des applications et des secteurs spécifiques. Elle peut notamment être utilisée pour les applications suivantes :

 

·         compresseurs centrifuges ;

·         moteurs à haute vitesse ;

·         compresseurs  cryogéniques ;

·         pompes turbo-moléculaires ;

·         turbines et générateurs de centrales électriques.

 

Elle est généralement mise en œuvre dans les secteurs suivants :

 

·         pétrole et gaz (en amont et en aval) ;

·         climatisation et réfrigération ;

·         traitement de l’eau ;

·         compression d’air ;

·         fabrication de semi-conducteurs ;

·         génération d’électricité et cogénération de chaleur et d’électricité ;

·         compresseurs en off-shore profond.

 

 

Elle présente de nombreux avantages :

 

·         fiabilité accrue ;

·         pas de contact ; pas d’usure, ce qui permet une durée de vie supérieure ;

·         respect de l’environnement ; fonctionnement sans huile ;

·         pas de pollution ;

·         quasiment aucune maintenance ;

·         possibilité de fonctionnement à très grande vitesse ;

·         amortit les vibrations;

·         diminution de la consommation d’énergie ;

·         nombreuses fonctions de contrôle et de surveillance intégrées.

 

Fonctionnement des paliers magnétiques

Dans un système à palier magnétique, l’arbre qui entraîne la machine en rotation (par ex., une turbine de pompe) est mis en lévitation et maintenu en position par des forces électromagnétiques générées dans les directions radiales et axiales. Ces forces sont générées par des électroaimants en fil de cuivre commandés par des composés électroniques sophistiqués. Il n’y a aucun contact physique entre l’arbre tournant et le palier magnétique, et donc aucun frottement de contact, aucune usure du composant ni aucun besoin de lubrification. Les paliers magnétiques sont conçus sur mesure pour s’adapter aux exigences et aux conceptions de l’arbre et de la machine entraînée.

Un palier magnétique actif est constitué de trois composants principaux :

- le stator et le rotor du palier, qui appliquent les forces électromagnétiques provoquant la lévitation de l’arbre,

- des capteurs de position qui repèrent la position de l’arbre sur 5 axes ;

- un contrôleur et des algorithmes de contrôle, qui contrôlent le courant envoyé au stator du palier magnétique et maintiennent l’arbre dans une position prédéfinie.

Le stator du palier magnétique est constitué de tôles empilées autour desquelles sont enroulées des bobines de cuivre formant une série de pôles nord et sud. Chaque bobine est alimentée en courant pour produire la force d’attraction qui provoque la lévitation de l’arbre à l’intérieur du palier. Le contrôleur vérifie le courant appliqué aux bobines en surveillant le signal de position envoyé par les capteurs de position afin de maintenir l’arbre dans la position souhaitée tout au long du fonctionnement de la machine. Selon l’application, on prévoit généralement un entrefer de 0,5 à 1 mm entre le rotor et le stator. Habituellement, l’arbre est entraîné par une autre source, comme une turbine ou un moteur intégré à la structure de l’arbre. SKF propose une gamme de paliers magnétiques associés à un moteur haute vitesse, ce dernier utilisant la technologie d’aimants permanents.

Des capteurs intégrés de surveillance d’état transmettent en continu des informations sur des paramètres clés tels que la température, les vibrations, l’isolation électrique, le contrôle du courant, etc.

Accroissement du rendement des systèmes d’entraînement de compresseurs centrifuges  grâce au système magnétique de SKF, constitué de paliers magnétiques actifs et d’un moteur à haute vitesse

 

Les systèmes d’entraînement traditionnels des compresseurs centrifuges sont composés d’un moteur à vitesse fixe, d’une boîte d’engrenages étagée et de paliers lubrifiés à l’huile. Le rendement de ces systèmes est compris entre 82 % et 85 %. Si l’on remplace le système d’entraînement par des paliers magnétiques intégrés au moteur à haute vitesse de SKF, la boîte d’engrenages et les paliers lubrifiés à l’huile deviennent inutiles. Cette solution permet d’obtenir une amélioration des points de  rendement de +10% à +12% par rapport à la technologie d’entraînement traditionnelle.

 

Par exemple, Johnson Controls a choisi les systèmes magnétiques SKF (paliers magnétiques et moteurs à haute vitesse à aimant permanent) pour équiper sa nouvelle gamme de compresseurs pour les solutions de climatisation York, appelée YMC².

 

SKF : une longue expérience en matière de technologie de palier magnétique

SKF a fait l’acquisition du leader mondial du palier magnétique, S2M, en décembre 2007, après avoir été actionnaire minoritaire de cette société depuis sa création en 1976, époque à laquelle elle fut la première à commercialiser des paliers magnétiques actifs. SKF développe et vend également des moteurs à haute vitesse équipant des pompes turbo-moléculaires et des compresseurs centrifuges jusqu’à 1 000 kW.

SKF est désormais le leader mondial de cette technologie avancée grâce à ses sites de développement, de production et de ventes de paliers magnétiques basés au Canada, au Japon, en Chine et en Russie.

Les paliers magnétiques SKF sont utilisés par la plupart des grandes entreprises du secteur pétrolier et gazier, y compris des constructeurs de compresseurs.