Qu'est-ce qu'un variateur de vitesse ?
Entraînements VFD (VFD) en tant qu'équipement technique de base dans le domaine de l'automatisation industrielle, est devenu l'équipement clé pour améliorer l'efficacité énergétique et réaliser un contrôle précis. Cet article explique systématiquement le principe de fonctionnement, les principaux avantages et les points de sélection du VFD.
Définition et nom complet de l'entraînement à fréquence variable
VFD, L'entraînement à fréquence variable (EFV) permet de réguler la vitesse du moteur en modifiant la fréquence de l'alimentation électrique. Sa nature technique est celle d'un dispositif de conversion électronique de puissance, par le biais du processus de conversion CA → CC → CA pour générer une alimentation électrique à fréquence réglable. Les pseudonymes comprennent : Entraînement à courant alternatif, alimentation électrique à fréquence variable, variateur de vitesse, etc.
Illustration du principe de fonctionnement
- Rectification : le courant alternatif triphasé est converti en courant continu par un pont redresseur à diodes.
- Liaison DC : batterie de condensateurs permettant de lisser les fluctuations de tension, stockage tampon de l'énergie
- Onduleur : le module IGBT génère des formes d'ondes de modulation de largeur d'impulsion (MLI).
Explication des principaux éléments
Module | Description de la fonction |
|---|---|
Panneau de contrôle | Interface de paramétrage et de contrôle de l'état |
Système de dissipation de la chaleur | Système de refroidissement forcé air/liquide pour maintenir la température du composant <85℃. |
Contrôleur DSP | Réaliser le fonctionnement vectoriel et l'algorithme de contrôle en boucle fermée. |
Module IGBT | Dispositif de commutation à semi-conducteur de puissance, fréquence de commutation jusqu'à 20kHz |
Comparaison des avantages fondamentaux
- Amélioration de l'efficacité énergétique : 30%-60% économies d'énergie pour les charges de pompe (données NEMA)
- Protection contre le démarrage progressif : Limite le courant de démarrage à 1,5 fois la valeur nominale.
- Durée de vie prolongée : La réduction des chocs mécaniques augmente la durée de vie des roulements de 2 à 3 fois.
- Réponse dynamique : Précision du contrôle vectoriel de ±0,2% erreur de vitesse
Applications typiques et modèles de variateurs recommandés
Application : Contrôle de la vitesse du ventilateur pour l'ajustement dynamique du débit d'air
Exigences clés : Efficacité énergétique, atténuation des harmoniques
Modèles recommandés :
- Variateurs triphasés 90kW (Grandes unités commerciales de traitement de l'air)
- Variateurs triphasés de 185 kW (Systèmes de ventilation industrielle)
Application : Alimentation en eau à pression constante (stabilité de la pression ±1%)
Exigences clés : Contrôle de boucle PID, protection de la pompe
Modèles recommandés :
- Variateurs triphasés 2,2 kW (Pompes de surpression résidentielles)
- Variateurs triphasés 5.5kW VFD (Petites stations municipales)
Application: Synchronisation de la bande transporteuse
Exigences clés: Coordination du couple, réponse rapide des E/S
Modèles recommandés:
- Variateurs triphasés 15kW (Convoyeurs de lignes d'emballage)
- Variateurs triphasés 18.5kW VFD (Manutention sur la ligne d'assemblage)
Application: Contrôle du niveau du sol (précision de ±3mm)
Exigences clés: Contrôle vectoriel sans capteur, gestion des freins
Modèles recommandés:
- Variateurs triphasés 30kW (Ascenseurs pour passagers de moyenne hauteur)
- Variateurs triphasés 45kW (Ascenseurs commerciaux à grande vitesse)
Comparaison avec les démarreurs progressifs
Dimension | Onduleur | Démarreur progressif |
|---|---|---|
Courant de démarrage | 100%-150% du courant nominal | 300%-500% du courant nominal |
Gamme de vitesse | 0-100% réglable en continu | Contrôle de la phase de démarrage uniquement |
Facteur de puissance | 0,98 (avec fonction PFC) | 0.6-0.8 |
Coût typique | $200/kW | $50/kW |
Points d'installation et d'entretien
- Protection CEM : espacement des lignes électriques et des lignes de signaux >200mm
- Normes de mise à la terre : Résistance de la mise à la terre PE <4Ω, diamètre du fil ≥ 50% de la ligne de phase.
- Exigences en matière de dissipation de la chaleur : espacement d'installation pour maintenir un espace de ventilation de 50 cm en haut et en bas.
- Cycle d'entretien : toutes les 2 000 heures pour vérifier la capacité de nettoyage des cendres.
Questions et réponses sur la technologie HF
Q : L'onduleur risque-t-il d'endommager le moteur ?
R : Un paramétrage correct peut prolonger la durée de vie du moteur, mais une fréquence porteuse incorrecte peut entraîner un vieillissement accéléré de l'isolation du bobinage.
Q : Quel est le principe de VFD économie d'énergie ?
R : En réduisant la vitesse à charge partielle, la demande de puissance de la pompe diminue proportionnellement au cube de vitesse.
