Variateur de vitesse
Variateur de vitesse
Un variateur de vitesse à courant alternatif, également connu variateur de fréquence est un composant essentiel des processus industriels modernes qui reposent sur le contrôle de la vitesse des moteurs à courant alternatif.
Cet article présente en détail les variateurs de vitesse à courant alternatif, notamment leurs principes de fonctionnement, types, applications et leurs avantages
C'est quoi un entraînement à courant alternatif ?
Un variateur de vitesse est essentiellement un régulateur de tension électronique qui ajuste la fréquence et la tension d'une source d'alimentation CA triphasée entrante pour contrôler la vitesse d'un moteur électrique Comme son nom l'indique, un variateur fonctionne avec des moteurs ouvrant alternatif et convertit une source d'alimentation à tension et fréquence fixes en une sortie à tension et fréquence variables pour alimenter le moteur.
Nécessite des variateurs de vitesse
Un contrôle précis de la vitesse du moteur est essentiel pour les applications à vitesse variable et les processus les principales raisons d'utiliser des variateurs de vitesse sont les suivantes
- Obtenir un rendement élevé sur une large plage de puissance
- Permettre une accélération/décélération et un arrêt rapides du moteur.
- Limiter les surtensions au démarrage qui peuvent provoquer des chutes de tension.
- Faciliter l'accès et la surveillance à distance grâce à des protocoles de communication IoT/industriels.
Les principaux composants sont les suivants :
- Moteur electrique : Moteur asynchrone ou synchrone triphasé.
- Redresseur : Convertit le courant alternatif en courant continu à l'aide de diodes, de thyristors.
- Bus Continu: Stocke l'énergie dans des condensateurs et bobines.
- Onduleur : synthétise une tension alternative réglable à partir de bus continue.
- Circuit de commande : Commande MLI basée sur un microprocesseur pour la régulation de la tension/fréquence.
- Interface opérateur : Affichage numérique pour la programmation et la configuration
Types de variateurs de vitesse
Les principaux types de variateurs de vitesse à courant alternatif sont les suivants
- Onduleur de tension: Conception la plus courante utilisant un variateur IGBT/MOSFET et un redressement à source de tension.
- Onduleur de courant : Le redresseur produit un courant continu constant pour les applications à couple élevé. Rare en raison de sa complexité.
- Cycloconvertisseur -
Avantages d'un cyclo convertisseur
Ce type convertit directement le courant alternatif en courant alternatif variable sans étage intermédiaire de courant continu.
Inconvénients d'un cyclo convertisseur
Sortie fortement non sinusoïdale.Convertisseur matriciel -
Avantages
Ce type de Convertisseur élimine complètement les bus Continu en convertissant directement le Courant alternatif à l'aide de commutateurs bidirectionnels.
Inconvénients
Coûteux, utilisation limitée.
Application des variateurs de vitesse à courant alternatif
Les applications courantes des variateurs de vitesse à courant alternatif sont les suivantes
- Convoyeurs et grues
- Machines-outils
- les tours et les fraiseuses à commande numérique .
- les extrudeuses, les bobineuses.
- Véhicules électriques - traction ferroviaire
- compresseurs et pompes centrifuges.
Avantages des variateurs de vitesse à courant alternatif
Les principaux avantages de l'utilisation de variateurs de vitesse dans les processus industriels :
- Économies d'énergie grâce à la régulation de la vitesse du moteur et à un rendement optimal.
- Démarrage et l'arrêt en douceur réduisent les chocs mécaniques et l'usure de l'équipement.
- Protection des moteurs contre des fluctuations de tension ou des surtensions
- L'accès et la surveillance a distance grâce aux protocoles de communication industriels.
- Démarrage progressif permet de contrôler le couple et limiter le courant de démarrage.
- Récupération l'énergie de freinage pour la réinjecter dans le réseau.
Différence entre variateur moteur a courant continu et courant alternatif
Parametre
Variateur a courant alternatif
Variateur a courant continu
Type de moteur
Moteur a courant alternatif
Moteur a courant continu
Construction
Simple ,largement utilisé
Très compliquée
Contrôle de vitesse
Règle la tension et la fréquence de sortie
Regle la tension d'armature
Coupel de démarrage
Faible , nécessitent une couple d'inertie
Élevée, possède une démarrage rapide
Maintenance
Aucune maintenance
Necessite maintenance due à l'usure des charbons
Rendement
Peu atteindre 97%
85-90%
Cout
Moyen
Élevé
Applications
Toutes les applications
Control de position robotique, véhicule electrique
Parametre | Variateur a courant alternatif | Variateur a courant continu |
Type de moteur | Moteur a courant alternatif | Moteur a courant continu |
Construction | Simple ,largement utilisé | Très compliquée |
Contrôle de vitesse | Règle la tension et la fréquence de sortie | Regle la tension d'armature |
Coupel de démarrage | Faible , nécessitent une couple d'inertie | Élevée, possède une démarrage rapide |
Maintenance | Aucune maintenance | Necessite maintenance due à l'usure des charbons |
Rendement | Peu atteindre 97% | 85-90% |
Cout | Moyen | Élevé |
Applications | Toutes les applications | Control de position robotique, véhicule electrique |
Tableau: étude comparatif entre variateur MCC et variateur MAS
Conclusion
Les variateurs de vitesse à courant alternatif jouent un rôle indispensable dans l'amélioration de la productivité des processus industriels. Leur polyvalence sur un spectre de puissance extrêmement large les rend applicables dans tous les secteurs industriels.
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