Vues : 4 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2023-05-18 Origine : Site
Puisqu'il est difficile de modifier la fréquence d'une onde sinusoïdale CA en mode CA, la première tâche d'un convertisseur de fréquence est de convertir l'onde en CC.Comme vous le verrez un peu plus tard, il est relativement simple de manipuler du DC afin de le faire ressembler à du AC.Le premier composant de tous les convertisseurs de fréquence est un dispositif appelé redresseur ou convertisseur.
Le circuit redresseur convertit le courant alternatif en courant continu et le fait à peu près de la même manière que ceux d'un chargeur de batterie ou d'une soudeuse à arc.Il utilise un pont de diodes pour limiter le déplacement de l'onde sinusoïdale CA à une seule direction.Le résultat est une forme d'onde CA entièrement rectifiée qui est interprétée par un circuit CC comme une forme d'onde CC native.Les convertisseurs de fréquence triphasés acceptent trois phases d'entrée CA distinctes et les convertissent en une seule sortie CC.La plupart des convertisseurs de fréquence triphasés peuvent également accepter une alimentation monophasée (230 V ou 460 V), mais comme il n'y a que deux branches entrantes, la sortie du convertisseur de fréquence (HP) doit être déclassée car le courant continu produit est réduit proportionnellement.D'un autre côté, les véritables convertisseurs de fréquence monophasés (ceux qui contrôlent les moteurs monophasés) utilisent une entrée monophasée et produisent une sortie CC proportionnelle à l'entrée.
Il y a deux raisons pour lesquelles les moteurs triphasés sont plus populaires que leurs homologues monophasés en matière de fonctionnement à vitesse variable.Premièrement, ils offrent une plage de puissance beaucoup plus large.Mais leur capacité à démarrer une rotation par eux-mêmes est tout aussi importante.En revanche, un moteur monophasé nécessite souvent une intervention extérieure pour démarrer la rotation.Dans ce cas, nous limiterons notre discussion aux moteurs triphasés utilisés sur les convertisseurs de fréquence triphasés.
Le deuxième composant, connu sous le nom de bus CC (représenté au centre de l'illustration), n'est pas visible dans tous les variateurs de fréquence car il ne contribue pas directement au fonctionnement à fréquence variable.Mais il sera toujours présent dans les convertisseurs de fréquence à usage général de haute qualité (ceux fabriqués par des fabricants de convertisseurs de fréquence dédiés).Sans entrer dans beaucoup de détails, le bus DC utilise des condensateurs et une inductance pour filtrer la tension alternative « ondulation » du courant continu converti avant qu'elle n'entre dans la section onduleur.Il peut également inclure des filtres qui empêchent la distorsion harmonique susceptible de se répercuter sur la source d'alimentation alimentant le variateur de fréquence.Les convertisseurs de fréquence plus anciens et certains convertisseurs de fréquence spécifiques aux pompes nécessitent des filtres de ligne séparés pour accomplir cette tâche.
L'onduleur utilise trois ensembles de transistors de commutation à grande vitesse pour créer des « impulsions » CC qui émulent les trois phases de l'onde sinusoïdale CA.Ces impulsions dictent non seulement la tension de l’onde mais aussi sa fréquence.Le terme inverseur ou inversion signifie « inversion » et fait simplement référence au mouvement de haut en bas de la forme d'onde générée.L'onduleur convertisseur de fréquence moderne utilise une technique connue sous le nom de « Modulation de largeur d'impulsion » (PWM) pour réguler la tension et la fréquence.
Les entraînements à fréquence variable, communément appelés VFD, sont des dispositifs électroniques qui contrôlent la vitesse et le couple des moteurs électriques en faisant varier la fréquence et la tension de l'alimentation fournie au moteur.Ils sont largement utilisés dans les applications industrielles et commerciales pour obtenir une efficacité énergétique, un contrôle précis du moteur et une flexibilité opérationnelle.
La fonction principale d'un VFD est de convertir le courant alternatif (CA) à fréquence fixe provenant du réseau électrique en courant alternatif à fréquence variable qui peut être fourni au moteur.En ajustant la fréquence et la tension de sortie, le VFD peut contrôler la vitesse de rotation du moteur, permettant un contrôle précis et une optimisation des performances du moteur.
L’un des principaux avantages des VFD est leur capacité d’économie d’énergie.Les méthodes traditionnelles de commande de moteur, telles que l'étranglement mécanique ou la commutation marche/arrêt, gaspillent des quantités importantes d'énergie.Les VFD, quant à eux, peuvent adapter la vitesse et la puissance du moteur aux besoins réels de la charge, ce qui entraîne des économies d'énergie substantielles.Cette fonctionnalité est particulièrement avantageuse dans les applications où le moteur fonctionne à charges partielles pendant des périodes prolongées.
Les VFD offrent également un contrôle et une protection améliorés du moteur.Avec la possibilité d'ajuster la vitesse et le couple du moteur, les VFD permettent un démarrage et un arrêt en douceur du moteur, réduisant ainsi les contraintes mécaniques et l'usure.Ils peuvent également fournir des fonctionnalités avancées de protection du moteur, telles que la protection contre les surcharges, la détection des courts-circuits et la surveillance de la tension/courant, améliorant ainsi la durée de vie et la fiabilité du moteur.
Un autre avantage des VFD est leur flexibilité et leur adaptabilité.Ils permettent un contrôle précis de la vitesse, de l'accélération et de la décélération du moteur, ce qui les rend adaptés aux applications avec des exigences opérationnelles variables.De plus, les VFD peuvent être facilement intégrés aux systèmes d'automatisation, permettant une intégration transparente avec d'autres dispositifs de contrôle et améliorant l'efficacité globale du système.
En résumé, les variateurs de fréquence sont des dispositifs essentiels qui permettent un contrôle précis et économe en énergie des moteurs électriques.Leur capacité à faire varier la fréquence et la tension de sortie permet des performances optimales du moteur, des économies d'énergie et une protection améliorée du moteur.Grâce à leur flexibilité et leur adaptabilité, les VFD jouent un rôle essentiel dans de nombreuses applications industrielles et commerciales, contribuant à améliorer l'efficacité et la productivité.
