Les fournisseurs d'unités de freinage pour convertisseurs de fréquence rappellent que, suite aux incitations gouvernementales, à la promotion active de la technologie des convertisseurs de fréquence et aux efforts des distributeurs, certaines entreprises industrielles ont inconsciemment assimilé l'utilisation de ces convertisseurs à des économies d'énergie et d'électricité. Or, dans la pratique, compte tenu des diverses situations de contrôle industriel, de nombreuses entreprises constatent progressivement que l'utilisation de convertisseurs de fréquence ne permet pas systématiquement de réaliser des économies d'énergie et d'électricité. Quelles sont donc les raisons de cette situation et quelles sont les idées reçues concernant les convertisseurs de fréquence ?
1. Les variateurs de fréquence permettent de réaliser des économies d'énergie lorsqu'ils sont utilisés sur tous types de moteurs.
Whether a frequency converter can achieve power saving is determined by the speed regulation characteristics of its load. For centrifugal machines, fans, and water pumps, which belong to quadratic torque loads, the motor output power P ∝ Tn and P ∝ n3 must be met, that is, the output power on the motor shaft is proportional to the third power of the speed. It can be seen that for quadratic torque loads, the energy-saving effect of frequency converters is the most prominent.
For constant torque loads, such as Roots blowers, the torque is independent of the speed. Generally, an exhaust outlet is set up and controlled by a valve. When the air volume exceeds the demand, excess air volume is discharged to achieve adjustment. In this case, speed regulation can be used for operation, which can also achieve energy-saving effects. In addition, for constant power loads, the power is independent of the speed. In these cases, there is no need to use a frequency converter.
2. Misconceptions about incorrect methods in energy consumption calculation
Many companies often use reactive power compensation based on apparent power when calculating energy-saving effectiveness. For example, when a motor is running at full load under power frequency conditions, the measured operating current is 194A. After using variable frequency speed regulation, the power factor during full load operation is increased to about 0.99. At this time, the measured current is 173A. The reason for the decrease in current is that the internal filtering capacitor of the frequency converter improves the system power factor.
According to the apparent power calculation, the energy-saving effect is as follows:
ΔS=UI=380×(194-173)=7.98kVA
The energy-saving effect is about 11% of the rated power of the motor.
En réalité, la puissance apparente S est le produit de la tension et du courant. À tension constante, la variation de puissance apparente est proportionnelle à la variation de courant. Compte tenu de la réactance du système, la puissance apparente ne représente pas la consommation électrique réelle du moteur, mais sa capacité de sortie maximale dans des conditions idéales. La consommation électrique réelle du moteur est généralement exprimée en puissance active. Cette consommation est déterminée par le moteur et sa charge. L'augmentation du facteur de puissance n'affecte ni la charge ni le rendement du moteur. Par conséquent, sa consommation électrique réelle reste inchangée. De même, l'augmentation du facteur de puissance n'a aucun impact sur le fonctionnement du moteur, le courant statorique, ni les courants actif et réactif. Comment le facteur de puissance est-il amélioré ? Grâce au condensateur de filtrage du convertisseur de fréquence. Une partie de la consommation du moteur correspond à la puissance réactive générée par ce condensateur. L'amélioration du facteur de puissance réduit le courant d'entrée du convertisseur de fréquence, ainsi que les pertes en ligne et dans le transformateur du réseau électrique. Dans le calcul ci-dessus, bien que le courant réel soit utilisé, c'est la puissance apparente qui est calculée au lieu de la puissance active. Par conséquent, l'utilisation de la puissance apparente pour calculer les gains d'énergie est incorrecte.
3. En tant que circuit électronique, le convertisseur de fréquence consomme lui-même de l'énergie.
La composition d'un convertisseur de fréquence révèle qu'il intègre des circuits électroniques et consomme donc de l'énergie en fonctionnement. Bien que sa consommation soit moindre que celle des moteurs de forte puissance, elle reste une réalité. Selon les calculs d'experts, la consommation propre maximale d'un convertisseur de fréquence représente environ 3 à 5 % de sa puissance nominale. À titre de comparaison, un climatiseur de 1,5 cheval-vapeur consomme entre 20 et 30 watts, soit l'équivalent d'une lampe allumée en continu.
En résumé, il est avéré que les convertisseurs de fréquence permettent des économies d'énergie lorsqu'ils fonctionnent à la fréquence du réseau, mais sous trois conditions préalables : premièrement, une puissance élevée et la consommation d'énergie d'un ventilateur ou d'une pompe ; deuxièmement, l'appareil lui-même doit être doté d'une fonction d'économie d'énergie (prise en charge logicielle) ; troisièmement, un fonctionnement continu et prolongé est nécessaire. Ce sont les trois conditions dans lesquelles un convertisseur de fréquence peut démontrer son efficacité en matière d'économie d'énergie.