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A l'origine des variateurs de fréquence

Il a toujours été utile de contrôler la vitesse des moteurs électriques utilisés dans l'industrie. Presque tous les procédés qui utilisent un moteur bénéficieront d'un contrôle de la vitesse. Non seulement le processus est généralement amélioré, mais dans de nombreux cas (notamment avec les pompes et les ventilateurs), cela représente une économie d'énergie considérable.

Avant l'apparition des contrôleurs électroniques, les moteurs étaient contrôlés de différentes manières, par exemple en contrôlant le courant de champ d'un moteur à courant continu à l'aide d'une série de résistances, ou en utilisant d'autres moteurs. Cependant, lorsque les Thyristors, les premiers semi-conducteurs de puissance, sont devenus disponibles dans les années 1950, il est devenu possible de contrôler la tension d'induit, et donc la vitesse, d'un moteur à courant continu en utilisant le contrôle de phase. Ces moteurs à courant continu sont toujours fabriqués et largement utilisés aujourd'hui.

Cependant, le défi a toujours été de contrôler la vitesse du moteur à induction à courant alternatif, également connu sous le nom de moteur asynchrone. Alors qu'une machine à courant continu possède généralement deux parties bobinées (l'enroulement de champ et l'enroulement d'induit) ainsi que des balais et un collecteur, la machine à courant alternatif possède un simple enroulement fixe (le stator) et un rotor. Le rotor est généralement constitué de conducteurs formés par la coulée d'aluminium ou de cuivre dans le noyau de fer. La machine est donc moins chère, plus simple et plus fiable. Il n'est pas surprenant que ces machines constituent la majorité des moteurs utilisés dans les industries du monde entier.

Les démarreurs progressifs et les contacteurs sont d'autres types de contrôleurs de moteur moins sophistiqués. Un démarreur progressif est un dispositif à semi-conducteurs qui permet une montée en puissance en douceur jusqu'à la vitesse maximale lors du démarrage d'un moteur électrique. Un contacteur en ligne est un type de contrôleur de moteur qui applique la tension de ligne complète à un moteur électrique.

La fréquence (ou hertz) est directement liée à la vitesse du moteur (RPMs). En d'autres termes, plus la fréquence est élevée, plus les tours/minute sont rapides. Si une application n'exige pas qu'un moteur électrique tourne à pleine vitesse, le variateur de fréquence peut être utilisé pour réduire la fréquence et la tension afin de répondre aux exigences de la charge du moteur électrique. Lorsque les exigences de vitesse du moteur de l'application changent, le variateur de vitesse peut simplement augmenter ou diminuer la vitesse du moteur pour répondre à l'exigence de vitesse.

Famille de variateur de fréquence FR de notre partenaire Mitsubishi

Le principal avantage du variateur de fréquence

Un variateur de fréquence peut faire varier la puissance fournie en fonction des besoins énergétiques de l'équipement entraîné, et c'est ainsi qu'il permet d'économiser de l'énergie ou d'optimiser la consommation.

Pourquoi utiliser un variateur de fréquence et pour quels types d'applications ?

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles nous pouvons vouloir ajuster cette vitesse du moteur, par exemple pour économiser l'énergie et améliorer l'efficacité du système, convertir l'énergie dans les applications d'hybridation, adapter la vitesse de la conduite aux exigences du processus, adapter le couple ou la puissance d'un entraînement aux exigences du processus, améliorer l'environnement de travail, réduire des niveaux de bruit, par exemple des ventilateurs et des pompes, ou bien réduire les contraintes mécaniques sur les machines pour prolonger leur durée de vie. Découvrons plus précisément ci-dessous les trois usages les plus importants des variateurs de fréquence.

Gamme variateur de fréquence FR-A800 de notre partenaire Mitsubishi

Réduire la consommation d'énergie et les coûts énergétiques

Si vous avez une application qui n'a pas besoin de tourner à pleine vitesse, vous pouvez réduire les coûts énergétiques en contrôlant le moteur avec un variateur de fréquence, ce qui est l'un des avantages des variateurs de fréquence. Les variateurs de vitesse vous permettent d'adapter la vitesse de l'équipement motorisé à la charge requise. Aucune autre méthode de commande de moteur électrique à courant alternatif ne vous permet d'atteindre cet objectif. Les systèmes à moteur électrique sont responsables de plus de 65 % de la consommation d'énergie dans l'industrie aujourd'hui. L'optimisation des systèmes de commande des moteurs par l'installation ou la mise à niveau de dispositifs de commande à distance peut réduire la consommation d'énergie de votre installation jusqu'à 70%. De plus, l'utilisation de variateur de fréquence améliore la qualité des produits et réduit les coûts de production.

Gamme variateur de fréquence FR-E800

Augmenter la production grâce à un contrôle plus strict des processus

En faisant fonctionner vos moteurs à la vitesse la plus efficace pour votre application, moins d'erreurs se produiront et, par conséquent, les niveaux de production augmenteront, ce qui permettra à votre entreprise d'augmenter ses revenus. Sur les convoyeurs et les courroies, vous éliminez les à-coups au démarrage, ce qui permet d'obtenir un débit élevé.

Variateur de fréquence FR-F800 de notre partenaire Mitsubishi

Prolonger la durée de vie des équipements et réduire la maintenance

Votre équipement durera plus longtemps et aura moins de temps d'arrêt dû à la maintenance lorsqu'il est contrôlé par des variateurs de fréquence assurant une vitesse d'application optimale du moteur. Grâce au contrôle optimal de la fréquence et de la tension du moteur par les variateurs de vitesse, le variateur de fréquence offrira une meilleure protection à votre moteur contre les problèmes tels que les surcharges électrothermiques, la protection des phases, la sous-tension, la surtension, etc. Lorsque vous démarrez une charge avec un variateur de vitesse, vous ne soumettez pas le moteur ou la charge entraînée au "choc instantané" du démarrage en travers de la ligne, mais vous pouvez démarrer en douceur, ce qui élimine l'usure des courroies, des engrenages et des roulements. C'est également un excellent moyen de réduire et/ou d'éliminer les coups de bélier, puisque nous pouvons avoir des cycles d'accélération et de décélération en douceur.

En bref

Les lecteurs actuels intègrent des capacités de mise en réseau et de diagnostic pour mieux contrôler les performances et accroître la productivité. Ainsi, les économies d'énergie, le contrôle intelligent des moteurs et la réduction du courant de pointe consommé sont trois bonnes raisons de choisir un variateur de fréquence comme contrôleur dans tout système à moteur. Les utilisations les plus courantes d'un variateur de fréquence sont le contrôle des ventilateurs, des pompes et des compresseurs, et ces applications représentent 75 % de tous les entraînements fonctionnant dans le monde.

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