Si l’on sait qu’un convertisseur de fréquence permet le contrôle de la vitesse de rotation d’un moteur électrique et également de son couple, il peut être difficile de choisir le dispositif adapté au type d’application. Une large gamme de variateurs de fréquence existe. Utilisés dans de nombreux domaines industriels, les notions d’alimentation mono ou tri, de puissance et d’applications sont des éléments à prendre en considération lors du choix d’un équipement. Un article pédagogique en 2 parties, proposé par Weg.

Notion 1 : Qu’est-ce qu’un variateur de fréquence ? 

Les variateurs de fréquence ou variateurs de vitesse sont utilisés pour le contrôle de la vitesse d’un moteur électrique et peuvent en assurer la protection. Autrement appelé « convertisseur de fréquence » ce type d’équipement est conçu pour le contrôle de la vitesse de rotation des moteurs électriques asynchrones à cage d’écureuil ou synchrone à aimant permanent en rendant modulaire la fréquence d’alimentation des moteurs. En effet, la vitesse de rotation des moteurs est liée à sa fréquence d’alimentation.

• Facile à installer et à paramétrer grâce au logiciel gratuit fourni avec l’appareil, un variateur est raccordé directement au moteur sans nécessité d’un dispositif de protection.
• Le calibre du variateur est déterminé en fonction de la puissance consommée par l’application.
• De conception moderne, les variateurs de fréquence WEG permettent l’amélioration des performances et la réduction des dépenses d’énergie en optimisant le fonctionnement des moteurs électriques.
• L’utilisation d’un convertisseur permet également la réduction des contraintes mécaniques et assure la protection d’un moteur électrique générant une diminution des risques de panne.

Notion 2 : Comment choisir un variateur de fréquence ? 

Pour déterminer le variateur de fréquence qu’il convient d’utiliser, il importe de connaître en priorité l’application visée ainsi que les caractéristiques du moteur piloté.

En effet, les caractéristiques principales des variateurs : tension d’alimentation, intensité ou puissance doivent s’adapter à celle des moteurs électriques.

Selon son application 

La première information déterminante est l’application pour laquelle un variateur de fréquence doit être choisi. En effet, le monde industriel est vaste. Certaines applications nécessitent des produits avec un indice de protection élevé afin d’être utilisés dans des ambiances poussiéreuses, humides et soumises à des projections d’eau. D’autres devront gagner en flexibilité tels que les variateurs décentralisés pouvant être câblés en mode mural ou intégrés sur le moteur. Une solution idéale pour permettre une réduction des coûts liés au câblage, à l’armoire ou au coffret électrique.

Les solutions d’intégration en armoire sont encore plus spécifiques. Elles sont compactes ou sur mesure pour développer une puissance quasi-illimitée en Basse Tension.

Pour certaines applications exigeantes, le variateur devra pouvoir fonctionner sur des cycles intensifs et nécessitera une puissance importante, ou être compact dans le domaine de l’automatisation de machines fabriquées en série.

Également et afin de répondre aux particularités des applications dans le secteur du chauffage, de la ventilation, de la climatisation et de la réfrigération, WEG a développé une large gamme de variateurs de vitesse répondant aux besoins variés des ERP (centres commerciaux, hôtels, aéroports, hôpitaux…).

Selon l’alimentation du réseau

Le variateur de fréquence peut être installé sur un réseau électrique monophasé ou triphasé mais il alimentera toujours un moteur triphasé. Communément, on les retrouve sous les appellations variateurs de fréquence mono tri ou variateurs de fréquence tri/tri.

Les variateurs mono/tri sont adaptés en présence d’un réseau électrique monophasé avec une tension de 220 volts, de type domestique et sont adaptés pour le fonctionnement de machines à moteur asynchrone (par exemple pour les compresseurs et les pompes).

Dans le domaine industriel, l’alimentation des réseaux est essentiellement triphasée (tension 380-400 V). Ici, un convertisseur de fréquence variable tri/tri sera nécessaire pour le bon fonctionnement et la protection de chaque moteur et machine de l’installation. Selon la tension initiale, il conviendra de choisir le bon couplage, étoile ou triangle, pour le moteur.

Selon l’intensité ou la puissance du moteur

Une fois la puissance consommée par la machine connue, le choix d’un variateur peut se faire. À noter qu’un variateur de fréquence d’une puissance supérieure à celle du moteur fonctionnera bel et bien. Cependant il est fortement recommandé de bien dimensionner le variateur vis-à-vis du moteur électrique afin d’optimiser les dépenses d’énergie.

Notion 3 : mieux l’utiliser avec une aide logicielle

Aujourd’hui déjà, un logiciel PLC gratuit est intégré aux convertisseurs WEG. Grâce à ce logiciel SoftPLC, l’utilisateur peut mettre en œuvre des automatismes équivalents à un petit API (Automate Programmable Industriel), afin de personnaliser et d’intégrer le variateur à l’application. Par ailleurs, la sauvegarde de tous les paramètres est possible grâce au logiciel SuperDrive G2 ou la mémoire enfichable MMF. Le logiciel SuperDrive G2 permet de modifier, surveiller et visualiser graphiquement les variables de tous les variateurs sur un ordinateur personnel. Ces solutions sont compatibles avec tous les principaux protocoles de communication au niveau mondial.

Et demain… Demain, au-delà de communiquer entre eux, les variateurs entreront pleinement dans l’industrie 4.0 avec la possibilité de toujours mieux communiquer et une connectivité accrue. Le contrôle et la surveillance de chaque matériel et installation assureront un meilleur fonctionnement, une réduction de la maintenance tout autant qu’une réduction de la consommation d’énergie.

Retrouvez dès la semaine prochaine la seconde partie de ce dossier:

“Variateur de fréquence : choisir mono ou triphasé et brancher correctement au moteur”