La régulation de vitesse des moteurs électriques
Environ 70% de la consommation électrique en entreprise concerne des moteurs…
Et nombreux sont encore ceux qui tournent à vitesse fixe…
Or plusieurs machines entraînées par un moteur sont sujettes à variation de charge : pompes de chauffage, pompes d’eau glacée, pompes process, ventilateurs, compresseurs, convoyeurs avec vitesse de défilement variable…
En général, l'achat d'un variateur permet un retour sur investissement rapide grâce à une réduction sensible de la consommation énergétique et une amélioration de la productivité.
Une variation de vitesse avec convertisseur de fréquence peut permettre une économie d’énergie jusque 60% pour certaines applications : celles des pompes et des ventilateurs.
Un projet de variation de vitesse doit tenir compte du type de moteur, du type de charge, du fonctionnement souhaité pour définir la solution adéquate et la rentabilité du projet.
Un peu d’histoire
Un Groupe WARD-LEONARD c'est l'association d'un moteur asynchrone d'entraînement à vitesse pratiquement fixe, d'une génératrice à courant continue liée mécaniquement au moteur d'entraînement et délivrant une tension variable, et d'un moteur à courant continu alimenté par la génératrice.
Jusque dans les années 1970 un réglage très précis de la vitesse de rotation du moteur n’était possible qu’avec un tel montage.
L’électronique de régulation de vitesse est venue supplanter le système du groupe Ward-Léonard...
La salle des Ward-Leonard du plan incliné de Ronquières
Attention aux harmoniques…
Les variateurs de vitesse sont une des principales sources de génération d’harmoniques. Ces courants électriques indésirables sont renvoyés sur le réseau d’alimentation et crée une distorsion de l’onde sinusoïdale.
Cela peut provoquer des surchauffes de moteurs, câbles, transformateurs ou perturber les équipements électroniques (ordinateurs, instrumentation…).
Afin de réduire ces harmoniques, une première étape peut être d’utiliser un enregistreur pour mesurer et analyser les fréquences et les amplitudes des harmoniques.
Il est utile d’enregistrer les données pendant une certaine durée pour évaluer les harmoniques à plusieurs niveaux de charge du variateur. L’analyse des données pourra permette de définir les moments où la distorsion est la plus importante.
C’est une étape essentielle pour définir la solution adaptée (filtre etc.) pour atténuer les effets des harmoniques.
Mesurer l’intérêt et les gains énergétiques du placement de variateurs de vitesse
Nous avons créé une formation :
« Placer des variateurs de vitesse : en mesurer l’intérêt et les gains énergétiques »
qui vous permettra de :
- Faire le repérage des différents types de moteurs de l’entreprise;
- Repérer s’il y a un besoin de variation de vitesse;
- Envisager les différents moyens de faire varier la vitesse, en particulier sur le moteur asynchrone;
- Le convertisseur de fréquence à la loupe, ses différentes fonctions et ses inconvénients;
- Dresser un listing des moteurs à l’aide d’un fichier pré-formaté;
- Voir l’influence des courbes de fonctionnement des moteurs et celles des charges (graphique couple-vitesse et puissance-vitesse);
- Evaluer les gains énergétiques de la variation de vitesse en fonction des différents types de charge grâce à des outils de calculs disponibles;
- S’inspirer d’exemples de projets d’amélioration;
- Connaître les critères à prendre en compte pour le choix d’un convertisseur de fréquence.
Ce document vous détaille 2 sources de gaspillage énergétique.
Comment les identifier pour les corriger. Ainsi que 4 mesures permettant d’optimiser la consommation électrique d’un moteur asynchrone triphasé.
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