Dans le domaine de l’automatisme et des systèmes d’entraînement, il est essentiel de bien maîtriser les différentes technologies disponibles pour contrôler la vitesse des moteurs. L’une d’entre elles est l’utilisation d’un variateur de vitesse, dont le rôle principal est de réguler la vitesse des moteurs électriques, en particulier des moteurs triphasés. Dans cet article, nous allons explorer le fonctionnement et les avantages d’un variateur électronique de vitesse.
Fonctionnement d’un variateur de vitesse
Un variateur de vitesse, également appelé drive ou entraînement à fréquence variable (EFV), est un dispositif qui permet de contrôler la vitesse et le couple d’un moteur électrique. Il agit en ajustant la tension (amplitude) et la fréquence (Hz) du courant alternatif qui alimente le moteur. Ce contrôle peut être réalisé via différents types de variateur de vitesse, notamment les variateurs mécaniques, les variateurs hydrauliques, les variateurs électroniques. Les modèles mécaniques sont basés sur des engrenages ou des transmissions à glissement. Les hydrauliques quant à eux utilisant des pompes et des valves pour réguler le débit. Et enfin, les variateurs électroniques modifient l’énergie électrique pour changer la vitesse du moteur
Avantages des variateurs électroniques de vitesse
Les variateurs électroniques de vitesse présentent plusieurs avantages par rapport aux autres types de contrôle de la vitesse. Il y a premièrement la précision, leurs systèmes de régulation permettent un contrôle très précis de la vitesse et du couple du moteur. Deuxièmement, la réactivité ; le temps de réponse du variateur de vitesse électronique est extrêmement rapide. Cela offre ainsi une meilleure performance dans les applications à forte variation de charge.
Ensuite vient la flexibilité, grâce à leur conception modulaire, les variateurs électroniques peuvent être adaptés à différents types de moteurs électriques. Enfin, vient l’efficacité énergétique, les variateurs électroniques de vitesse permettent de réduire la consommation d’énergie.
Sélection d’un variateur de vitesse adapté
Afin de choisir un variateur de vitesse adapté à une application spécifique, il est nécessaire de prendre en compte certains critères :
- Type de moteur : Selon qu’il s’agisse d’un moteur triphasé, monophasé, asynchrone ou synchrone, le choix du variateur sera différent.
- Puissance : La puissance nominale du variateur doit être compatible avec celle du moteur.
- Environnement : La résistance aux conditions ambiantes (température, humidité, pollution) est également à vérifier.
- Communication : L’intégration du variateur de vitesse au sein d’un automate programmable industriel (API) ou d’un système de supervision nécessite souvent la prise en charge de protocoles de communication spécifiques.
Réduction de l’impact des harmoniques
L’utilisation d’un variateur électronique de vitesse peut générer des harmoniques, qui sont des distorsions du signal électrique pouvant perturber le bon fonctionnement d’autres équipements électriques. Pour réduire cet impact, différentes solutions peuvent être mises en œuvre :
- Filtres passifs : composés d’inductances et de condensateurs, ils permettent de limiter les courants harmoniques.
- Filtres actifs : ces dispositifs électroniques génèrent des courants inverses pour compenser les harmoniques produits par le variateur de vitesse.
- Transformateurs déphaseurs : Ils présentent une impédance équilibrée entre chaque phase, ce qui minimise la circulation des harmoniques.
Pour résumer, le variateur électronique de vitesse constitue une solution performante pour contrôler la vitesse des moteurs électriques, en offrant une réponse précise, souple et économe en énergie. Son utilisation est adaptée à un large éventail d’applications, du CVC aux machines-outils en passant par les transporteurs. Enfin, l’association d’un variateur de vitesse avec un démarrage en douceur permet d’optimiser le fonctionnement des machines et d’améliorer leur longévité.
Découvrez le principe de fonctionnement d’un variateur de vitesse dans un moteur asynchrone triphasé.