Comment choisir son variateur de vitesse pour moteur électrique ?

Un variateur de vitesse est un dispositif installé entre une alimentation et un moteur électrique. Il est composé d’une unité électronique de commande. Un variateur de vitesse fonctionne à basse tension ou à moyenne tension, en onduleur/redresseur, ou en un redresseur, un filtre et un onduleur.

Comment fonctionne un variateur de vitesse ?

Grâce à un pont de diodes, le redresseur convertit le courant d’alimentation alternatif en un courant continu. Il redresse les oscillations de la tension alternative pour avoir une tension redressée positive quasi constante. Le filtre fait régulariser la tension afin de générer une tension constante. Finalement, l’onduleur permet de convertir la tension continue en une tension alternative suivant une nouvelle fréquence. Les nouveaux modèles de variateur sont équipés d’un module de correction du facteur de puissance (cos ϕ).

Il existe différents types de variateurs disponibles sur le marché. On distingue principalement quatre types de variateurs.

Variateur de fréquence

Ce type de variateur est le plus répandu et le plus commun des variateurs de vitesse. Il permet le contrôle de la vitesse du moteur en agissant sur la fréquence du courant électrique d’alimentation. Ce variateur contrôle la vitesse, le couple, et le sens de rotation du moteur. Ce variateur de fréquence est utilisé pour les applications de couple élevé.

Variateur de tension

Un variateur de tension contrôle la tension de sortie vers le moteur électrique pour ajuster la vitesse de rotation. Il est utilisé si l’équipement ne nécessite pas un couple ou une puissance élevés. Les variateurs de tension sont peu coûteux par rapport aux autres types de variateurs.

Variateur vectoriel

Le variateur vectoriel permet un contrôle plus précis et un temps de réponse très court lors de la conversion de la tension d’alimentation. Il permet de réguler le couple, la vitesse, même à faible vitesse. Un variateur vectoriel est utilisé dans des applications à haute performance.

Variateur DTC

Le variateur de vitesse de type DTC (Direct Torque Control) est un variateur sophistiqué qui adapte une méthode avancée pour contrôler directement le couple et la vitesse de rotation du moteur électrique. Ce type de variateur offre une haute performance et une précision très élevée. Il est adapté aux applications nécessitant un contrôle de couple exact.

Le variateur de vitesse, généralement couplé avec un moteur électrique, peut jouer plusieurs rôles. Il est utilisé dans les systèmes hydrauliques, dans les applications de l’industrie manufacturière, dans l’automatisation des processus et dans les systèmes de climatisation et de ventilation. Il permet de contrôler le débit d’un fluide délivré par une pompe, de piloter la vitesse d’une chaîne de production ou la vitesse de coupe ou d’avance d’une machine à outils. Il peut être utilisé dans le domaine des transports. Il se trouve dans les trains et les téléphériques. Son rôle principal est de piloter la vitesse et le sens de rotation des moteurs électriques monophasés ou triphasés, que ce soient des moteurs asynchrones ou des moteurs synchrones.

L’utilisation d’un variateur de vitesse avec un moteur électrique présente des avantages sur le circuit électrique d’un équipement ou tout un système car il permet de protéger l’installation contre les surtensions (ou également contre les sous-tensions). Aussi, il permet d’augmenter la longévité d’un moteur électrique en réduisant les courants de démarrage, en améliorant les arrêts, les accélérations, et les décélérations, et en réduisant les contraintes mécaniques et thermiques qu’il peut subir lors de son fonctionnement. Les variateurs de vitesse permettent une bonne fiabilité du système et ils présentent la solution la plus efficace pour réduire la consommation d’énergie absorbée (un bon facteur de puissance cos ϕ) par les moteurs électriques asynchrones en réduisant sa vitesse de rotation et, par conséquent, réduire les coûts d’utilisation des machines.

Il permet l’amélioration et la surveillance des processus de fabrication en agissant sur la fréquence, la vitesse de rotation et le couple moteur. En cas d’une défaillance ou d’une dégradation de fonctionnement de votre système, le variateur de vitesse peut déclencher un signal sonore d’alerte ou peut arrêter immédiatement le moteur pour permettre aux techniciens d’intervenir si nécessaire.

Pour effectuer le choix adéquat de votre variateur de vitesse, il est nécessaire de tenir compte des paramètres d’entrée du système (la charge du réseau) et de ses paramètres de sortie tels que les performances statiques et dynamiques (la puissance délivrée, la fréquence de rotation, le couple et l’inertie de la machine, le temps d’accélération ou de décélération, …). Il faut considérer le paramètre d’inductance anti-harmonique, la présence du filtre et l'indice de protection du variateur. Il est impératif de protéger l’utilisateur contre tous risques de surcharge, de court-circuit, des creux de tension du réseau, des coupures de phase et même de surchauffe des composants. Le choix de votre variateur de vitesse doit répondre aux performances énergétiques énoncées dans les normes et les réglementations.

Les variateurs de vitesse sont disponibles sur le marché selon plusieurs modèles. Vous n’avez qu’à consulter notre site web pour choisir le variateur de vitesse approprié à votre application. Vous allez trouver les applications et les caractéristiques techniques associées à chaque variateur.