Variateur de vitesse : Fonctionnement et Utilités
Dispositif électronique qui permet de contrôler la vitesse d’un moteur électrique, le variateur de vitesse, s’est mué comme un composant majeur dans le monde de l’automatisation industrielle.
Apprenons-en davantage à ce sujet.
Quel est le rôle d’un variateur de vitesse ?
En s’intégrant aux automates programmables pour coordonner et optimiser l’ensemble du processus de production, le variateur ajuste la fréquence et la tension de l’alimentation électrique fournie au moteur.
Couplés à ce dernier, les variateurs permettent un contrôle précis de la vitesse de ces appareils.
Plus globalement, ce dispositif joue un rôle crucial dans la protection de l’équipement, en agissant contre les surtensions ou, à l’inverse, les chutes de tension.
En plus d’être utilisés dans l’automatisation industrielle, on retrouve les variateurs de vitesse dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Fonction indispensable dans ces secteurs, le variateur à fréquence variable (VFD) agit sur la vitesse de rotation du moteur avec une grande précision.
Pour autant, le variateur est encore trop peu répandu, et demande à gagner en visibilité.
Variateur Allen Bradley
Quels sont les avantages d’un variateur électronique de vitesse ?
Le variateur contrôle efficacement la vitesse des moteurs électriques et permet d’allonger leur durée de vie. C’est l’un des avantages significatifs de son utilisation, mais ce n’est pas le seul.
En effet, le variateur électronique de vitesse, ou VFD, s’inscrit dans une démarche RSE (Responsabilité Sociétale des Entreprises) et implique une réponse plus large à la problématique suivante : Comment générer efficacement de l’énergie, tout en diminuant la consommation du réseau global ?
Car, produire de l’énergie en grande quantité peut avoir un impact significatif sur une entreprise. Or, le problème réside souvent dans le fait que cette portée n’est pas toujours mesurée, ni correctement comprise. Aussi, les solutions potentielles ne sont pas toujours claires.
Dès lors, l’adoption d’un modèle de variateur électronique de vitesse conforme aux normes industrielles, est fortement recommandée.
Voici quelques bénéfices de ces produits :
- Le variateur électrique, ou onduleur, régule la vitesse de rotation du moteur universel,
- Le VFD atténue les pics de courant, qui interviennent notamment au démarrage du moteur (= courant d’appel),
- Le variateur à fréquence variable favorise une meilleure stabilité du réseau électrique,
- Ses applications repoussent l’usure du moteur électrique…
Conséquence à cela, le fonctionnement d’un variateur électrique, ou variateur à vitesse variable, participe à la diminution des nuisances sonores. Cela est particulièrement bénéfique dans les systèmes de ventilation notamment, où la gestion du bruit revêt une importance cruciale.
Surtout, il demeure un moyen de s’assurer que l’équipement utilisé dans les processus industriels fonctionne de manière efficace et efficiente.
En prenant un peu de hauteur, on s’aperçoit aussi que ces variateurs aident à réguler la température et le débit d’air d’un bâtiment, ce qui permet de réduire considérablement la consommation d’énergie et minimiser les coûts d’exploitation… allouant ces ressources à d’autres fins utiles.
En définitive, cette flexibilité dans le contrôle des processus industriels permise par le variateur de fréquence VFD est nécessaire afin d’ajuster la vitesse des moteurs en fonction des besoins actuels de production.
Comprendre la différence des variateurs de fréquence (VFD)
L’utilisation d’un variateur de vitesse est devenue un élément crucial de l’automatisation moderne et constitue un outil essentiel pour les entreprises.
Ces produits tendent à être de plus en plus utilisés dans les maisons, les bureaux, les commerces, etc. À l’instar d’un variateur ou régulateur de luminosité, modifiant l’intensité d’une ampoule électrique, par l’intermédiaire d’un variateur de lumière doté d’un système “va et vient”.
Dans le domaine des moteurs électriques, les nombreux types de variateurs s’adonnent entre deux camps : les variateurs à vitesse variable dits “basiques” et les variateurs de vitesse avancés, avec des fonctionnalités plus poussées.
Le variateur est composé de trois éléments principaux (un redresseur, un contrôleur, une interface utilisateur ou affichage) et doit répondre aux exigences de plus en plus importantes du réseau industriel dans lequel il évolue.
Comme affirmé plus haut, ils permettent de régler la vitesse et le couple d’un moteur électrique à courant alternatif en faisant varier respectivement la fréquence (en hertz, Hz) et la tension (en volts, V) délivrées à la sortie du moteur synchrone ou asynchrone.
Principalement déployé dans l’industrie pour la gestion de moteurs triphasés, le variateur de fréquence VFD permet un contrôle précis de la vitesse, un démarrage en douceur et des économies d’énergie.
Aussi, les variateurs de vitesse peuvent différer en termes de puissance, de configuration et de taille. À cet égard, les gammes de variateurs Allen Bradley (Powerflex drive) Siemens (Sinamics) Schneider Electric (Altivar) SEW (Movitrac) confèrent une conception compacte et une facilité d’installation qui en font des choix pratiques et efficaces.
En définitive, tous les variateurs électriques ne se destinent pas à la même gamme d’applications industrielles. Chaque variable doit être mesurée en détail afin d’effectuer votre choix.
Quel choix de variateur adapté à ma problématique ?
L’utilité d’un variateur électrique ou convertisseur de puissance, dans des systèmes automatisés, n’est plus à démontrer. Et à l’instar des fonctionnalités qui le composent, il existe tout autant de variateurs pour moteur électrique sur le marché. Il n’est donc pas toujours évident de s’orienter vers le bon modèle. Seujet Automation vous accompagne dans votre choix de variateurs.
Les variations de vitesse sont nécessaires pour répondre aux exigences spécifiques du processus industriel. Il est donc crucial d’investir dans des variateurs de vitesse fiables et de haute qualité, qui répondent aux normes de l’industrie, ainsi qu’au type de moteur qu’ils régulent :
La sélection d’un variateur électrique dépend de plusieurs critères qui influent évidemment sur le prix.
Tout d’abord, il est nécessaire de prendre en compte la puissance du moteur à réguler. En effet, les variateurs électriques ont une capacité de puissance maximale. Il est donc important de choisir un variateur dont la puissance est adaptée aux besoins du moteur. Autrement dit, une puissance de variateur de fréquence supérieure ou égale à celle du moteur.
Ensuite, afin d’effectuer votre choix de régulateur, il faut définir l’alimentation disponible sur l’installation et sélectionner un VFD compatible avec le type de moteur à contrôler. En effet, dans le contexte des variateurs électriques, la distinction entre monophasé et triphasé est importante. Certains variateurs de fréquence sont conçus pour fonctionner uniquement avec des moteurs alimentés en monophasé (réseau domestique). D’autres sont spécifiquement conçus pour les moteurs triphasés, que l’on retrouve plus communément dans le réseau industriel en raison de leur capacité à gérer des charges plus importantes.
Parmi une gamme de variateurs, il est également important de prendre en compte les fonctionnalités proposées par le variateur au moment de la comparaison. Certains variateurs offrent des fonctionnalités avancées telles que la régulation de la tension ou du couple. Il est donc essentiel de choisir un variateur qui propose les fonctionnalités nécessaires pour l’application visée.
Pour un contrôle précis de la vitesse du moteur, il est d’ailleurs conseillé de s’orienter vers des marques de variateurs reconnues, avec pour but de faciliter l’entretien et les réparations de composants par les techniciens.
Variateur Yaskawa
Variateur Schneider
Variateur Sinamics
Les avantages liés à l’utilisation d’un variateur de vitesse conforme sont nombreux et peuvent améliorer considérablement la productivité et la rentabilité des opérations industrielles.
Et si les interfaces utilisateurs sont de plus en plus simples, le nombre de fonctions pour variateur a déjà considérablement augmenté. Preuve que la technologie est en perpétuelle évolution. Il est donc envisageable de voir à l’avenir des utilisations encore plus innovantes de variateurs de vitesse. Ceux-ci s’intégrant de manière encore plus significative dans notre quotidien…
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