Un convertisseur de fréquence est un dispositif de contrôle de puissance qui utilise la technologie de conversion de fréquence et la microélectronique pour commander un moteur à courant alternatif en modifiant sa fréquence de fonctionnement. OUKE présentera le fonctionnement et le principe de l’onduleur dans cet article, qui se veut une ressource précieuse pour les lecteurs.
Comment fonctionne l’onduleur ?
L’onduleur est principalement composé d’un redresseur (CA/CC), d’un filtre, d’un convertisseur (CC/CA), d’un frein, d’un variateur, d’un détecteur et d’un microprocesseur. Il utilise un IGBT interne pour ajuster la tension et la fréquence de l’alimentation de sortie, afin de fournir la tension requise au moteur et ainsi réaliser des économies d’énergie et réguler la vitesse. De plus, l’onduleur intègre de nombreuses protections contre les surintensités, les surtensions et les surcharges. Avec l’automatisation industrielle croissante, le variateur de fréquence est devenu un outil largement répandu.
Lorsque l’onduleur est en fonctionnement, l’unité de commande gère le circuit principal. Le redresseur convertit le courant alternatif en courant continu, puis filtre ce dernier. Enfin, l’onduleur reconvertit le courant continu en courant alternatif contrôlable. Ce processus permet de moduler la vitesse du moteur et d’adapter la quantité d’électricité fournie à ses besoins, évitant ainsi le gaspillage.
Examinons l’expression de la vitesse synchrone d’un moteur à courant alternatif :
n=60f(1-s)/p(1)
Dans cette expression
n : vitesse du moteur asynchrone ;
f : fréquence du moteur asynchrone ;
s : glissement du moteur ;
p : nombre de pôles du moteur.
Cette formule montre que la vitesse et la fréquence sont proportionnelles, et que la vitesse du moteur peut être ajustée en modifiant la fréquence. Pour une fréquence de 0 à 50 Hz, la vitesse offre une large plage de réglage. convertisseur de fréquence statique Il est possible de régler la fréquence d’alimentation du moteur afin d’assurer la régulation de sa vitesse. Cette méthode de régulation de vitesse présente un rendement élevé, de bonnes performances et est particulièrement idéale.
Fonctionnement du convertisseur de fréquence :
1. L’effet d’économie d’énergie du convertisseur de fréquence
L’un des principaux avantages de l’onduleur est l’économie d’énergie, et son application la plus évidente est celle des pompes à vent. La consommation électrique d’une pompe à vent étant proportionnelle au cube de sa vitesse, lorsque le vent ou l’eau extérieure est faible, l’utilisation d’un convertisseur de fréquence pour réduire la vitesse permet de réaliser des économies d’énergie. Le principe d’économie d’énergie est sensiblement le même dans d’autres secteurs : il s’agit de réduire la vitesse du moteur lorsqu’il n’est pas nécessaire de fonctionner à pleine puissance.
2. Rôle de simplification du système de commande de l’onduleur
La régulation de vitesse à fréquence variable permet un démarrage à l’arrêt et une accélération progressive selon les besoins de l’utilisateur. La courbe d’accélération est également sélectionnable (linéaire, en S ou automatique). La vitesse de fonctionnement est ajustable à tout moment et peut varier rapidement en fonction du processus. Ce réglage peut être effectué à distance par automate programmable ou autre contrôleur.
3. l’effet de démarrage progressif du convertisseur de fréquence
Quand le servomoteur CNC Le démarrage par injection directe de gaz à fréquence industrielle génère un courant 7 à 8 fois supérieur au courant nominal du moteur. Cette augmentation de courant accroît les contraintes électriques sur l’enroulement du moteur et génère de la chaleur, réduisant ainsi la durée de vie de l’onduleur. La régulation de vitesse par conversion de fréquence peut démarrer à l’arrêt et à tension nulle (un couple de suralimentation peut également être ajouté).
4. Effet de limitation de couple réglable par onduleur
Après la régulation de vitesse par conversion de fréquence, la limite de couple correspondante peut être paramétrée afin de protéger la machine contre les dommages, garantissant ainsi la continuité du processus et la fiabilité du produit. La technologie de conversion de fréquence actuelle permet non seulement de régler la limite de couple, mais aussi d’atteindre une précision de contrôle du couple de l’ordre de 3 à 5 %. En mode fréquence du réseau, le moteur ne peut être contrôlé que par la détection du courant ou par la protection thermique ; il est impossible de le faire fonctionner en paramétrant précisément le couple comme avec la commande par conversion de fréquence.
5. Le rôle du convertisseur de fréquence dans la réduction de l’usure mécanique et des pertes
Lors du démarrage à la fréquence du réseau, le moteur ou les éléments mécaniques reliés à l’arbre ou à l’engrenage produisent de fortes vibrations. Ces vibrations accentuent l’usure et les pertes mécaniques, réduisant ainsi la durée de vie des composants et du moteur. La régulation de vitesse par convertisseur de fréquence permet de contrôler le mode d’arrêt. Différents modes sont disponibles (arrêt avec décélération, arrêt libre, arrêt avec décélération et freinage par courant continu), ce qui réduit l’impact sur les pièces mécaniques et le moteur. Il en résulte une fiabilité accrue du système, une durée de vie prolongée et une meilleure stabilité.
Dans cet article, OUKE Ce texte ne peut que vous donner une première idée du fonctionnement d’un onduleur. J’espère qu’il vous sera utile. Il est important de le réviser régulièrement afin d’améliorer vos compétences professionnelles. N’hésitez pas à discuter des points abordés dans cet article.
