Les fournisseurs de dispositifs de récupération d'énergie rappellent que les convertisseurs de fréquence sont largement utilisés et se divisent en convertisseurs basse tension et convertisseurs moyenne tension selon les niveaux de tension. Les applications et les exigences varient selon les secteurs d'activité.
1. Application des convertisseurs de fréquence aux aspects d'économie d'énergie de la conversion de fréquence
L'avantage des variateurs de fréquence pour les économies d'énergie se manifeste notamment dans les applications des ventilateurs et des pompes. Grâce à la régulation de vitesse à fréquence variable, les ventilateurs et les pompes peuvent réaliser des économies d'énergie de 20 % à 60 %, leur consommation étant directement proportionnelle au cube de leur vitesse. Lorsque le débit moyen requis est faible, la régulation de vitesse à fréquence variable permet de réduire la vitesse des ventilateurs et des pompes, générant ainsi d'importantes économies d'énergie. En revanche, les ventilateurs et les pompes traditionnels utilisent des chicanes et des vannes pour réguler le débit, la vitesse du moteur restant quasiment constante et la consommation d'énergie demeurant peu affectée. Selon les statistiques, les moteurs de ventilateurs et de pompes représentent 31 % de la consommation électrique nationale et 50 % de la consommation électrique industrielle. L'utilisation de variateurs de fréquence pour ces équipements est donc essentielle. On trouve actuellement des applications réussies dans la distribution d'eau sous pression constante, divers types de ventilateurs, la climatisation centrale et la régulation de vitesse à fréquence variable des pompes hydrauliques.
2. Application du convertisseur de fréquence dans les systèmes d'automatisation
Grâce au microprocesseur intégré 32 ou 16 bits du convertisseur de fréquence, doté de diverses opérations arithmétiques et logiques et de fonctions de contrôle intelligentes, la précision de la fréquence de sortie est de 0,1 % à 0,01 %. Équipé de dispositifs de détection et de protection complets, ce convertisseur de fréquence est largement utilisé dans les systèmes d'automatisation. On le retrouve par exemple dans les opérations d'enroulement, d'étirage, de mesure et de guidage de fils dans l'industrie des fibres chimiques, les fours de recuit du verre plat, le mélange dans les fours à verre, les machines d'étirage des bords, les machines de fabrication de bouteilles dans l'industrie verrière, les systèmes d'alimentation et de dosage automatiques pour les fours à arc électrique, ainsi que dans la commande intelligente des ascenseurs.
3. L'application des convertisseurs de fréquence pour améliorer le niveau de processus et la qualité des produits
Les variateurs de fréquence sont largement utilisés dans divers domaines de la commande d'équipements mécaniques, tels que la transmission, le levage, l'extrusion et les machines-outils. Ils permettent d'améliorer la qualité des processus et des produits, de réduire les vibrations et le bruit des équipements et d'en prolonger la durée de vie. L'adoption d'une commande de vitesse par variateur de fréquence simplifie le système mécanique, facilite son utilisation et sa commande, et permet même, dans certains cas, de modifier les spécifications du processus initial afin d'améliorer le fonctionnement de l'ensemble de l'équipement. Par exemple, dans l'industrie textile et bien d'autres, la température à l'intérieur d'une machine de formage est ajustée en modulant le débit d'air chaud. Des ventilateurs de circulation sont généralement utilisés pour la circulation de l'air chaud, et comme leur vitesse reste constante, le débit d'air chaud ne peut être ajusté que par un registre d'air.
Un dysfonctionnement ou un mauvais réglage du volet d'air peut entraîner une perte de contrôle de la machine de moulage et affecter la qualité du produit fini. Le démarrage à grande vitesse du ventilateur de circulation provoque une usure importante de la courroie d'entraînement et du roulement, rendant cette dernière consommable. L'adoption d'un variateur de fréquence permet un contrôle précis de la température grâce à l'ajustement automatique de la vitesse du ventilateur, préservant ainsi la qualité du produit. De plus, le variateur de fréquence facilite le démarrage du ventilateur à basse fréquence et à faible vitesse, réduisant l'usure de la courroie et des roulements, prolongeant la durée de vie de l'équipement et permettant une économie d'énergie de 40 %.
4. Application du convertisseur de fréquence pour le démarrage progressif du moteur
Le démarrage brutal des moteurs a non seulement un impact important sur le réseau électrique, mais exige également une capacité excessive de ce dernier. Le courant élevé et les vibrations générés au démarrage endommagent considérablement les chicanes et les vannes, ce qui nuit à la durée de vie des équipements et des canalisations. L'utilisation d'un convertisseur de fréquence, grâce à sa fonction de démarrage progressif, permet de réduire le courant de démarrage à partir de zéro, sans que sa valeur maximale ne dépasse le courant nominal. Ceci diminue l'impact sur le réseau électrique et les besoins en capacité d'alimentation, prolonge la durée de vie des équipements et des vannes, et réduit les coûts de maintenance.