Le fournisseur du convertisseur de fréquence pour système de freinage rappelle que la régulation de vitesse par convertisseur de fréquence est applicable à la plupart des entraînements de moteurs. Grâce à sa capacité à assurer un contrôle précis de la vitesse, elle permet de gérer aisément les variations de vitesse (montée, descente et variation) des transmissions mécaniques. L'utilisation d'un convertisseur de fréquence améliore l'efficacité du processus (la variation de vitesse étant indépendante des pièces mécaniques) et permet également de réaliser des économies d'énergie par rapport à un moteur à vitesse constante. Voici dix raisons d'utiliser la régulation de vitesse par variateur de fréquence, illustrant ainsi la popularité croissante de cette technologie :
1. Contrôler le courant de démarrage du moteur
Lorsqu'un moteur est démarré directement à la fréquence du réseau, il génère un courant 7 à 8 fois supérieur à son courant nominal, ce qui accroît considérablement les contraintes électriques sur son enroulement et génère de la chaleur, réduisant ainsi sa durée de vie. La régulation de vitesse par fréquence variable permet un démarrage à l'arrêt et à tension nulle (ou une augmentation du couple en conséquence). Une fois la relation entre la fréquence et la tension établie, le convertisseur de fréquence peut piloter la charge en mode de contrôle V/F ou vectoriel. L'utilisation de la régulation de vitesse par fréquence variable permet de réduire significativement le courant de démarrage et d'améliorer la capacité de l'enroulement. Le principal avantage pour l'utilisateur est la réduction des coûts de maintenance et l'allongement de la durée de vie du moteur.
2. Réduire les fluctuations de tension sur les lignes électriques
Lors du démarrage d'un moteur à fréquence industrielle, l'augmentation rapide du courant entraîne d'importantes fluctuations de tension. L'amplitude de la chute de tension dépend de la puissance du moteur de démarrage et de la capacité du réseau de distribution. Cette chute de tension peut provoquer des dysfonctionnements, voire des déclenchements intempestifs, des équipements sensibles à la tension connectés au même réseau, tels que les ordinateurs, les capteurs, les détecteurs de proximité et les contacteurs. L'utilisation d'une régulation de vitesse à fréquence variable permet, grâce à un démarrage progressif à fréquence et tension nulles, de minimiser la chute de tension.
3. Consommation d'énergie réduite au démarrage
La puissance d'un moteur est directement proportionnelle au produit du courant et de la tension. Par conséquent, la puissance consommée par un moteur démarrant directement à la fréquence du réseau sera bien supérieure à celle requise pour un démarrage à fréquence variable. Dans certaines conditions de fonctionnement, le réseau de distribution électrique atteint sa limite maximale, et la surtension générée par le démarrage direct à fréquence du réseau peut avoir un impact important sur les autres utilisateurs du même réseau. L'utilisation d'un variateur de fréquence pour le démarrage et l'arrêt du moteur permet d'éviter ces problèmes.
4. Fonction d'accélération contrôlable à faible vitesse
La régulation de vitesse à fréquence variable permet un démarrage à l'arrêt et une accélération uniforme selon les besoins de l'utilisateur. La courbe d'accélération est également sélectionnable (linéaire, en S ou automatique). Un démarrage à fréquence secteur engendre de fortes vibrations du moteur et des pièces mécaniques associées, telles que les arbres et les engrenages. Ces vibrations accentuent l'usure mécanique et réduisent la durée de vie des composants et du moteur. Par ailleurs, le démarrage à fréquence variable peut être utilisé sur des lignes de remplissage similaires afin d'éviter le renversement et l'endommagement des bouteilles.
5. Vitesse de fonctionnement réglable
La régulation de vitesse à fréquence variable permet d'optimiser le processus et de s'adapter rapidement à ses besoins. Elle permet également de modifier la vitesse par commande à distance via un automate programmable ou d'autres contrôleurs.
6. Limite de couple réglable
Après une régulation de vitesse à fréquence variable, des limites de couple peuvent être définies afin de protéger la machine contre les dommages, garantissant ainsi la continuité du processus et la fiabilité du produit. La technologie de conversion de fréquence actuelle permet non seulement d'ajuster les limites de couple, mais aussi d'atteindre une précision de contrôle du couple de l'ordre de 3 à 5 %. En mode fréquence du réseau, le moteur ne peut être contrôlé que par la détection du courant ou par la protection thermique, et il est impossible de régler précisément les valeurs de couple comme avec un variateur de fréquence.
7. Méthode d'arrêt contrôlé
Tout comme pour l'accélération pilotée, la régulation de vitesse à fréquence variable permet de contrôler le mode de freinage, avec différents modes disponibles (décélération en stationnement, stationnement libre, décélération en stationnement avec freinage par courant continu). De même, elle réduit l'impact sur les composants mécaniques et les moteurs, améliorant ainsi la fiabilité du système et prolongeant sa durée de vie.
8. Économies d'énergie
L'utilisation de convertisseurs de fréquence dans les ventilateurs centrifuges ou les pompes à eau permet de réduire considérablement la consommation d'énergie, comme l'atteste plus de dix ans d'expérience en ingénierie. La consommation d'énergie étant proportionnelle à la vitesse du moteur, l'adoption d'un convertisseur de fréquence assure un retour sur investissement plus rapide.
9. Commande de fonctionnement réversible
Dans la commande des convertisseurs de fréquence, aucun dispositif de commande réversible supplémentaire n'est nécessaire pour obtenir un fonctionnement réversible. Seule la séquence de phase de la tension de sortie doit être modifiée, ce qui permet de réduire les coûts de maintenance et de gagner de la place lors de l'installation.
10. Réduire les composants de la transmission mécanique
Grâce au convertisseur de fréquence à commande vectorielle associé à un moteur synchrone, un couple de sortie élevé est obtenu, ce qui permet de s'affranchir des composants de transmission mécanique tels que les réducteurs et de constituer ainsi un système de transmission à fréquence variable directe. Il en résulte une réduction des coûts et de l'encombrement, ainsi qu'une meilleure stabilité.