Le convertisseur de fréquence est un mécanisme utilisé pour réguler la vitesse de rotation des moteurs. Quel est le principe de l'onduleur et quelles sont ses applications possibles ? Les convertisseurs de fréquence et les onduleurs sont-ils le même appareil ? Combien coûte un onduleur monophasé ou triphasé de bonne qualité ? Ci-dessous, nous répondrons aux questions les plus importantes.
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Onduleur versus convertisseur de fréquence
Qu'est-ce qu'un onduleur ?
En théorie, un onduleur est un appareil conçu pour convertir le courant continu en courant alternatif avec une fréquence de sortie réglable. Il s'agira par exemple de divers types de convertisseurs automobiles.
Le terme onduleur est utilisé de manière interchangeable avec l'onduleur. Il est si fréquent que les producteurs eux-mêmes utilisent cette nomenclature comme alternative. Cependant, l'onduleur n'est en fait qu'un composant de l'onduleur. Si vous êtes intéressé par les installations électriques, consultez également articles sur l'installation électrique rassemblés ici.
Qu'est-ce qu'un convertisseur de fréquence ?
Les variateurs de fréquence convertissent la tension alternative d'un réseau à fréquence fixe en tension continue. Il s'agit d'une étape permettant de réguler la vitesse de rotation des moteurs électriques. La tension constante obtenue par l'onduleur permet de générer une tension à fréquence régulée. Cela permet à son tour de contrôler le couple du moteur.
En regardant le schéma de l'appareil, vous remarquerez qu'un variateur de fréquence typique se compose de plusieurs éléments clés. Il s'agira d'un onduleur, d'un redresseur, d'un système de contrôle, d'un système d'alimentation, d'un circuit intermédiaire et d'un système de supervision.
Comme nous pouvons le voir, l'onduleur et le convertisseur de fréquence sont deux appareils différents. Cependant, la terminologie généralement acceptée est si répandue que les deux noms sont utilisés de manière interchangeable. Nous utiliserons également la même nomenclature dans cet article. Chaque fois que nous utilisons le terme onduleur, cela signifie convertisseur de fréquence. Si ce sujet vous intéresse, lire aussi l'article sur les coûts de pose des installations électriques.
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Le principe de fonctionnement et les possibilités d'utilisation des onduleurs
Le principe de fonctionnement de l'onduleur
A quoi servent les variateurs de fréquence ? Afin de se familiariser avec le principe de fonctionnement de l'onduleur, nous devons d'abord déterminer les spécificités du fonctionnement des moteurs électriques. Le moteur connecté à l'alimentation électrique domestique fonctionnera au nombre de tours par minute spécifié. Dans certaines situations, il arrive que nous ayons besoin d'un contrôle de vitesse. Le moteur doit tourner plus vite ou plus lentement (un bon exemple est le moteur qui entraîne le tambour de la machine à laver).
Le principe de fonctionnement simplifié semble assez simple. Le moteur fonctionnant sur secteur reçoit un courant de 50 Hz. Si nous voulons changer la vitesse de rotation de l'appareil, nous devons réduire la fréquence du courant. Les variateurs de fréquence convertissent la tension alternative d'un réseau à fréquence fixe en tension continue à fréquence réglable. Dans notre cas, cette régulation est de 0 à 50 Hz. Certains variateurs de fréquence pourront augmenter le paramètre à 87 Hz.
La réduction de la fréquence réduira la vitesse de rotation du moteur électrique. L'augmentation de la fréquence fonctionnera de la même manière, en augmentant la vitesse de rotation du moteur. La possibilité de régler le régime moteur augmente son utilisation. Il convient d'ajouter que la fréquence de 87 Hz fait tourner le moteur plus rapidement, tandis que la vitesse du couple commence à diminuer. Vérifiez également dans cet article, à quoi ressemble le schéma de câblage.
Où les convertisseurs de fréquence sont-ils adaptés ?
La question peut être répondue très brièvement. Les convertisseurs de fréquence font leurs preuves partout où nous devons réguler la vitesse de rotation et le couple du moteur. La conception avancée du convertisseur de fréquence lui permet d'être utilisé dans de nombreuses industries. Certains modèles sont également utilisés à la maison.
Le convertisseur de fréquence AC est couramment utilisé dans les moteurs de pompes et de compresseurs. L'onduleur se trouve également dans les ventilateurs domestiques plus avancés. De plus, les convertisseurs de fréquence sont également parfois utilisés dans les systèmes d'automatisation pour portes de garage et portails de clôture. Il existe de nombreuses possibilités d'application dans les maisons et à l'extérieur.
Il convient également d'ajouter que les convertisseurs de fréquence ont été utilisés dans les entreprises de fabrication. Là, ils sont un élément important de l'entraînement des courroies, des alimentateurs et des convoyeurs. Un convertisseur de fréquence complet permet un contrôle total de la régulation de la vitesse et du couple. Par conséquent, ce sera également un élément important de l'équipement des moteurs qui entraînent divers types de machines de production. Si ce sujet vous intéresse, lire aussi cet article sur le disjoncteur miniature.
Combien allons-nous payer pour le convertisseur?
Le prix des onduleurs varie considérablement. Tout dépend des paramètres de fonctionnement de l'appareil, de la méthode de contrôle et du degré d'avancement. Nous achèterons des convertisseurs de fréquence simples pour plusieurs centaines de zlotys. Cependant, les modèles plus récents et plus avancés coûteront plusieurs milliers de zlotys.
Lors du choix d'un convertisseur de fréquence, il convient de porter une attention particulière à la qualité de fabrication. Seuls des appareils de bonne qualité assureront une haute précision du contrôle du régime moteur. Le convertisseur de fréquence de marque aura également une longue période de garantie.
En parcourant les offres de vente, prêtons attention à ABB, Siemens et Lenze. Ce sont les principaux fabricants d'onduleurs dont les appareils sont appréciés des professionnels.
Sélection et assemblage corrects du convertisseur de fréquence
Paramètres d'installation
Lors du choix d'un convertisseur de fréquence AC, il convient de prendre en compte plusieurs paramètres de performance importants. Ce sera par exemple la fréquence minimale et maximale. Ce sont les valeurs qui définissent les limites de la fréquence de sortie du convertisseur, qu'il convient de sélectionner en fonction de la spécificité du moteur électrique.
Un paramètre important sera également l'ajustement de l'appareil aux paramètres nominaux du moteur. Nous pouvons les connaître en consultant le schéma ou la plaque signalétique de l'appareil. Les valeurs nominales les plus importantes sont la vitesse du moteur, le courant nominal, la fréquence nominale et la tension nominale.
Lors de la sélection des convertisseurs de fréquence directe, nous accordons une attention particulière à la sélection de la puissance nominale. Le variateur de fréquence doit avoir la même puissance nominale que le moteur électrique qui lui est connecté. La situation se complique lorsque l'on envisage de connecter plusieurs moteurs à un seul convertisseur. Dans cette situation, nous parcourons le schéma ou la plaque signalétique de tous les moteurs, trouvant les marquages de la puissance nominale. Ensuite, nous additionnons le résultat et ajoutons environ une réserve de 20 pour cent. De cette façon, nous obtenons la puissance nominale que notre convertisseur de fréquence devrait avoir.
Avant de commencer le montage, analysons le schéma de connexion des convertisseurs à un type de moteur spécifique. Les enroulements du convertisseur de fréquence sont connectés dans ce que l'on appelle le triangle ou l'astérisque. Il sera également très important d'introduire les paramètres de fonctionnement du moteur dans le convertisseur. Tous les paramètres de fonctionnement du moteur se trouvent sur la plaque signalétique.
Nous sélectionnons des convertisseurs de fréquence - la méthode d'approvisionnement du convertisseur de fréquence
Le variateur de fréquence doit être adapté à la spécificité du moteur. Nous pouvons trouver de nombreux types de ces appareils dans les offres de vente. Par conséquent, ci-dessous, nous ferons quelques divisions importantes qui détermineront la sélection du convertisseur approprié. L'un des critères les plus importants pour la division est la méthode d'approvisionnement. Le convertisseur de fréquence peut être alimenté par des condensateurs ou directement par le courant de l'installation électrique.
Les convertisseurs de fréquence à courant continu sont équipés d'une self, qui garantit le bon fonctionnement de l'appareil. Les convertisseurs dits de tension, qui sont alimentés par des batteries de condensateurs de grande capacité, sont légèrement moins populaires.
Lors du choix de la méthode d'alimentation de l'onduleur, vous devez également faire attention au nombre de phases dans l'installation. Les offres de vente comprennent des convertisseurs de fréquence triphasés et des convertisseurs monophasés.
Le convertisseur de fréquence triphasé convient aux installations triphasées. Le schéma de principe de l'appareil montre trois phases à l'entrée et trois phases à la sortie (par exemple 3 x 230 V). La construction d'un convertisseur de fréquence monophasé est légèrement différente. Un convertisseur monophasé a une phase d'entrée et trois phases de sortie. Si vous souhaitez connaître les spécificités exactes de l'opération, vous devez vous familiariser avec le schéma de l'appareil.
La méthode de contrôle des convertisseurs de fréquence
La méthode de contrôle est un autre paramètre important à prendre en compte lors de la sélection d'un variateur de fréquence. Les onduleurs disponibles dans les offres commerciales peuvent avoir une commande vectorielle (convertisseurs de fréquence vectorielle) et une commande scalaire (convertisseurs de fréquence scalaire).
Le convertisseur de fréquence scalaire fonctionne dans un entraînement variable. La conception scalaire du convertisseur de fréquence permet au moteur de recevoir le moins d'énergie électrique possible, ce qui n'abaissera pas la valeur de sortie en dessous de la valeur définie. Les convertisseurs de fréquence scalaires peuvent être trouvés, par exemple, dans les pompes.
La deuxième solution est un convertisseur de fréquence vectorielle. Contrairement à son prédécesseur, il fonctionne avec des disques permanents. Trouve des possibilités d'application polyvalentes. La conception vectorielle du convertisseur de fréquence garantit une efficacité élevée du contrôle de la vitesse et du couple.
