Constituants d’un variateur de vitesse

Avant de comprendre le fonctionnement du variateur de vitesse, dans cet article on vous fournir toutes les informations qui concernent les variateurs de vitesse. On peut se demander alors au début, de quoi est constitué un variateur de vitesse ?

Les composants de variateurs de vitesse sont les suivants:

  • Un convertisseur statique (hacheur ou onduleur)
  • Un correcteur de facteur de puissance (pour but de respecter les normes de compatibilité électromagnétique)
  • Une électronique de commande (l’utilisateur pourrait dans ce cas commander directement sa vitesse)

Point Info !

La conception d’une électronique de commande dépend du type de commande; que ce soit une commande vectorielle ou commande scalaire.

Application variateur de vitesse au niveau des ascenseurs

Le variateur de vitesse offre multiples fonctions pour les ascenseurs.

En effet, le variateur de vitesse permet une accélération contrôlée, aussi bien une décélération contrôlée, régulation de vitesse, inversion du sens de marche aussi bien l’arrêt définitif et le freinage.

On va expliciter en détails toutes ces fonctions assurées par les variateurs de vitesse pour le cas des ascenseurs.

Les critères pour bien choisir son variateur de vitesse

La combinaison moto-variateur devrait être choisie pour satisfaire plusieurs conditions. En effet, il faudrait que l’ensemble moto-variateur permette d’abattre le couple la machine entraînée dans toute la plage utilisée. Il est indispensable que l’ensemble moto-variateur nous fournisse le couple accélérateur bien nécessaire pour effectuer la fonction d’accélération de vitesse au niveau de l’ascenseur par exemple.
Une autre fonction bien importante qui devrait être fournie par cet ensemble ci-dessous mentionné, c’est le freinage et la décélération de vitesse grâce au couple de freinage.

Plusieurs critères interviennent au choix d’un moto-variateur électronique.

Principalement :
La gamme de vitesse
La précision (sur toute la gamme de vitesse)
Les quadrants de fonctionnement
La puissance

Explications brèves sur ces critères

  • La gamme de vitesse                                                                         

    La gamme de vitesse se définit comme étant le rapport entre la vitesse maximale et la vitesse minimale pour un fonctionnement bien précis.

La gamme de vitesse est fortement liée à la précision. Vous allez me dire pourquoi ? En effet, plus vous demandez à un variateur de vitesse une gamme de vitesse importante par rapport à son emploi plus sa précision se dégrade. Et c’est d’ailleurs la raison pour laquelle un variateur de vitesse devrait posséder une gamme de vitesse supérieure à celle voulue par les individus.

• La précision

La précision est définie comme étant l’écart maximal admissible par rapport à la vitesse de consigne. Elle s’exprime en pourcentage.
N.B : Le type de la lecture de la vitesse agit sur la précision de vitesse.

• Les quadrants de fonctionnement

Pour un emploi d’un variateur de vitesse dans les normes, il faudrait bien choisir les quadrants de fonctionnement de cet équipement.

• La puissance

La puissance d’un variateur de vitesse se définie par le besoin mécanique de l’application (pour le régime permanent et le régime transitoire)

La puissance peut être calculée ! Elle concerne le moteur.

Point Info !

On parlait de couple accélérateur, et couple de freinage,… Mais il faut pour mieux comprendre définir ces couples !

De quoi s’agit un couple accélérateur ?

Pour la phase de montée de vitesse on aura une accélération bien positive. Dans ce cas on va définir, un couple d’accélération positif !

On a alors eux couples:

Couple accélérateur Ca
Couple résistant Cr

Ces deux couples déterminent le couple moteur nécessaire au démarrage.

C’est quoi le couple de freinage ?


Le couple de freinage agit sur le moteur directement.
Un personnel agréé disait à ce propos : « on croise l’alimentation des phases, ce qui a pour effet d’inverser le sens de rotation du champ tournant à l’intérieur du moteur« 

Variateur de vitesse monophasé pour moteur à courant continu

Conseils utilisation, transport et stockage

Au cours du fonctionnement des variateurs de vitesse, ces équipements peuvent porter des parties nues aussi des surfaces chaudes dues aux différents mouvements.

Dans ce cas, il ne faut jamais faire le retrait de ces moyens de protection. Il faut savoir que la mauvaise utilisation accompagnée par des moyens de protections défaillants et une installation défectueuse peuvent engendrer des conséquences graves, voire même des risques vitaux pour les personnes essentiellement, les animaux et vos biens bien évidemment.

Faites l’installation du variateur de vitesse par du personnel qualifié ayant une habilité bien reconnue.
Un personnel qualifié est la meilleure solution pour se protéger contre tout danger et éviter bien les risques qui en découlent.

Les variateurs de vitesse sont généralement incorporés dans les machines électriques agissant sur elles. Une installation de ces équipements permet un fonctionnement bien voulu par les utilisateurs (accélération, freinage, décélération).

La Directive 97/37/CEE (directive machine) devrait toujours être consultée par les utilisateurs et les fabricants, c’est une directive qui s’applique aux machines incorporées par les variateurs de vitesse.
Il faut respecter la norme EN 60204-1 concernant les actionneurs électriques (notamment les variateurs de vitesse). Il faut toujours respecter les normes et directives pour garantir la mise en service de votre machine incorporée par les actionneurs électriques.

En effet, les variateurs de vitesse répondent aux exigences de la Directive Basse Tension 73/23/CEE, modifiée 93/68/CEE. Les normes harmonisées de la série DIN VDE 0160 en connexion avec la norme VDE 0660, partie 500 et EN 60146/VDE 0558 leur sont applicables.

En ce qui concerne le transport, le stockage des variateurs de vitesse, il faut toujours respecter les consignes du fabricant. Il existe certainement, dans le manuel technique de votre machine, les conditions pour une protection optimale de votre machine et pour allonger la durée de vie de votre équipement électrique (notamment les conditions climatiques qui seront bien décrites).

Intérêts pour les variateurs de vitesse

L’avantage principal d’un variateur de vitesse c’est l’économie d’énergie. Comment ? On vous expliquera tout de suite, pas de soucis !

La consommation électrique pour les moteurs qui fonctionnent à vitesse fixe et qui sont connectés au réseau central peut être réduite grâce à l’utilisation d’un variateur de vitesse. Vous pouvez en quelques mois percevoir le changement que vous avez fait et ce par les factures d’électricité avec des prix moins coûteux. Le gain est particulièrement intéressant dans le cas de ventilateurs ou de pompes centrifuges qui fonctionnent avec des couples variables: accélérateur et ralentisseur.

Aux États-Unis, les statistiques nous indiquent que 65 à 70 % de l’énergie électrique, sert à alimenter des moteurs, dont 75 % sont des moteurs à couple variable. Et c’est intelligent dans ce cas d’utiliser les variateurs de vitesse. La consommation d’énergie dans ce cas pourrait être réduite de 20 %.

Les anciennes installations ne se disposent pas de variateur de vitesse. Uniquement un pourcentage très faible de moteurs électriques ayant des variateurs de vitesse intégrés.

Aussi, pourrait être le cas pour les nouvelles installations. Il faut être conscient dorénavant pour les installations avec variateur de vitesse pour économiser et profiter des avantages de cet équipement.

Rendre la commande plus performante

Le variateur de vitesse agit sur les performances des moteurs pour qu’ils répondent aux besoins de l’industrie ou des utilisateurs. Il existe plusieurs paramètres à faire varier et à gérer, au cours de la lecture de cet équipement, vous aurez pu définir ces paramètres : L’accélération, la vitesse, la température, le courant et le flux bien évidemment.

Les variateurs de vitesse permettent de limiter le pic d’utilisation de ressources électriques d’une manière optimale, et ce en faisant accélérer progressivement le moteur et non pas brutalement bien évidemment, et c’est ainsi que la longévité de la durée de vie augmente notablement.

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