Électroaimants de levage
Les électroaimants sont utilisés dans les applications de levage industriel depuis plus de 100 ans. Leur principe de fonctionnement et leurs composants essentiels sont bien établis : un noyau ferreux équipé de semelles polaires (polarités) à ses extrémités, et un enroulement conducteur (généralement en aluminium ou en cuivre) autour d’une partie du noyau. Lorsque du courant continu traverse l’enroulement, l’aimant s’excite et génère la force de levage.
Électroaimants de levage SGM
Les électroaimants de levage SGM sont conçus pour les applications lourdes, avec un carter en acier à très haute perméabilité magnétique dimensionné avec d’importantes marges de sécurité. La plaque inférieure est réalisée en acier au manganèse résistant à l’usure, avec une section extra-robuste, garantissant durabilité et fiabilité même en conditions sévères.
Le carter est fabriqué par soudage en profondeur à l’arc submergé afin d’assurer une intégrité structurelle maximale. Pour optimiser l’encombrement et la dissipation thermique, les enroulements SGM sont principalement réalisés avec des bandes d’aluminium anodisé, un choix technique qui améliore les performances et prolonge la durée de vie opérationnelle de l’aimant.
Chaque élément des électroaimants SGM est dimensionné pour maximiser la capacité de levage, la résistance mécanique et l’efficacité thermique, établissant de nouvelles références en matière de performances, d’endurance et de fiabilité.
Fonctionnement des électroaimants industriels
La force de levage d’un électroaimant dépend de trois facteurs clés :
- Taille & géométrie du noyau – un noyau ferreux plus important permet une capacité de levage supérieure.
- Nombre de spires – plus l’enroulement comporte de spires, plus le champ magnétique est intense.
- Intensité du courant continu (ampères, Idc) – un courant plus élevé augmente la force magnétique.
Une fois l’électroaimant fabriqué, la taille du noyau et le nombre de spires sont fixes, tandis que le courant peut être ajusté via la tension continue (Vdc). La résistance électrique (R) du conducteur d’enroulement intervient également : elle augmente avec la température, ce qui influence le courant (loi d’Ohm : Vdc = R × Idc).
Gestion thermique des électroaimants
Les électroaimants génèrent de la chaleur en raison de la résistance électrique (effet Joule), ce qui peut impacter les performances. Les principaux facteurs influençant la température interne sont :
- Température du matériau – température de la charge manutentionnée, notamment en applications à chaud.
- Cycle de service – pourcentage du temps pendant lequel l’aimant reste sous tension.
- Densité de courant – niveau de courant traversant l’enroulement.
- Matériau de l’enroulement – propriétés thermiques et électriques du conducteur.
Les électroaimants SGM sont conçus avec une densité électrique volontairement conservatrice afin d’optimiser la dissipation de chaleur et d’assurer des performances durables. L’utilisation de bandes d’aluminium anodisé pour les enroulements renforce encore le refroidissement et la stabilité des performances dans le temps.
Électroaimants SGM conçus avec une densité électrique très conservatrice
Quatre éléments ont un impact sur la température interne d’un électroaimant :
- La température du matériau à soulever (dans le cas d’une application à chaud).
- Le cycle de service.
- La densité de courant du conducteur de l’enroulement.
- Le type de conducteur d’enroulement.
La température du matériau et le cycle de service sont spécifiques à chaque application et situation, tandis que la densité de courant et le type de conducteur d’enroulement magnétique sont déterminés par le concepteur de l’aimant.
Pour optimiser la dissipation thermique, la force de l’aimant et sa durée de vie, les électroaimants SGM sont conçus avec une densité électrique très conservatrice pour leur enroulement. De plus, en standard, leurs enroulements sont constitués de bandes d’aluminium anodisées.
Électroaimants de levage (EM) : principaux avantages
- Polyvalence – Les électroaimants de levage génèrent un champ magnétique profond et puissant, adapté à un large éventail d’applications. Ils sont particulièrement efficaces lorsque le contact entre les semelles polaires et la charge est limité ou lorsqu’il existe des entrefers, par exemple pour la manutention de ferraille ou de faisceaux de structures acier.
- Force réglable – La force de levage peut être ajustée en modulant la tension ou le courant d’alimentation, offrant une grande flexibilité selon les matériaux et les configurations de charge.
- Applications à haute température – Les électroaimants SGM conviennent à la manutention de matériaux chauds jusqu’à 650 °C (1 200 °F), ce qui les rend particulièrement adaptés aux aciéries et aux fonderies.
Électroaimants de levage (EM) : limites
Dépendance à une alimentation continue – Un électroaimant nécessite un courant permanent pour maintenir sa force de levage. Pour garantir la sécurité en cas de coupure d’alimentation, un système de batteries de secours est recommandé, ainsi qu’une protection et une maintenance appropriées des câbles d’alimentation afin d’éviter toute déconnexion accidentelle.
