Qu'est-ce qu'un entraînement à fréquence variable?
Un variateur de fréquence est utilisé sur les moteurs à courant alternatif pour contrôler la vitesse du moteur. Bien que plus coûteux en coût initial qu'un moteur à vitesse fixe, ce type de système peut permettre de réaliser des économies en réduisant les coûts des services publics et en prolongeant la durée de vie des équipements. Les systèmes d'entraînement à fréquence variable modifient la tension et la fréquence du moteur pour augmenter ou réduire le débit de la pompe.
Ce système contient un convertisseur de courant alternatif en courant continu, un circuit de traitement en courant continu et un onduleur en courant alternatif. Le résultat est une alimentation CA de caractère similaire à celle fournie par le service public, mais avec la possibilité d'augmenter et d'abaisser la tension et la fréquence. Lorsqu'il est connecté à une pompe, un moteur d'entraînement à fréquence variable peut permettre un contrôle du débit sans recourir à des systèmes de vannes de régulation.
L'avantage des systèmes d'entraînement à fréquence variable provient de la puissance réduite requise pour faire fonctionner la pompe à des vitesses inférieures. Il est inefficace de faire fonctionner une pompe à une vitesse et de réduire les débits avec des vannes. Les entreprises de services publics facturent leurs clients pour des facteurs de puissance ou d’efficacité électrique inférieurs. Il peut être avantageux d’utiliser des systèmes d’entraînement à fréquence variable avec des facteurs de puissance plus élevés.
Ces systèmes sont utilisés dans une grande variété d’industries. Certains processus chimiques ont des limites de température acceptables étroites pour la qualité du produit. Des débits de produit variables peuvent permettre un ajustement de la température plus rapide que la variation de la source de chaleur ou de refroidissement.
Les tours de refroidissement à eau ont une grande variabilité dans le débit d'eau pour le refroidissement de processus. Par temps plus froid, un débit d'eau moins important est requis et un système à vitesse variable peut maintenir les températures requises à des coûts bien moindres. La connexion de la commande du moteur aux régulateurs de température du système permet d'augmenter le débit d'eau nécessaire au refroidissement.
Un autre avantage des moteurs à vitesse variable est la capacité de démarrage progressif. Les moteurs connectés à une tension constante démarrent rapidement et des tensions soudaines provoquent des tensions dans le moteur. Le démarrage d’un moteur avec une commande à fréquence variable lui permet d’augmenter lentement sa vitesse et de réduire les contraintes dans le système. Moins de stress peut prolonger la durée de vie de l'équipement et réduire les coûts.
La plupart des moteurs électriques sont refroidis avec des ventilateurs connectés à l'arbre d'entraînement du moteur. Un inconvénient des systèmes à entraînement à fréquence variable est la perte de refroidissement du ventilateur lors du fonctionnement à des vitesses inférieures. Ce type de système peut également provoquer un échauffement supplémentaire des enroulements du moteur. L'installation de capteurs de température du moteur ou de ventilateurs de refroidissement auxiliaires peut être nécessaire dans les climats chauds pour éviter la surchauffe du moteur.
Les moteurs d'entraînement à fréquence variable peuvent avoir des niveaux de bruit plus élevés qu'un moteur à vitesse constante. La fréquence a une forme d'onde CA légèrement différente de celle fournie par le fournisseur. Cela peut provoquer des vibrations des enroulements du moteur, générant un bruit pouvant augmenter avec des fréquences et des vitesses de moteur plus basses.