Entraînements à fréquence variable 101 – Tout ce que vous devez savoir sur les entraînements à fréquence variable

La technologie VFD a été développée en réponse aux limites de l’alimentation en courant alternatif. Les moteurs à courant alternatif, tels que ceux qui alimentent les pompes industrielles, tournent à une vitesse déterminée par l’alimentation électrique et le nombre de pôles à l’intérieur du moteur. Aux États-Unis, le courant alternatif est fourni à une fréquence standard de 60 Hz, ce qui signifie que les moteurs bipolaires monophasés standard tournent 60 fois par seconde.

L’ajout d’un plus grand nombre de pôles réduit la vitesse sans qu’il soit nécessaire de modifier la fréquence électrique d’entrée. Cependant, il n’est pas possible de remplacer un moteur électrique avec plus ou moins de pôles chaque fois que vous devez modifier la vitesse de fonctionnement d’une pompe. Les systèmes à transistors qui vous permettent d’activer et de désactiver des pôles spécifiques du moteur sont disponibles depuis des décennies, mais ces systèmes sont complexes et manquent souvent de la précision de contrôle nécessaire au pompage industriel.En revanche, les variateurs de fréquence modifient la fréquence de l’alimentation électrique, ce qui permet des ajustements précis et immédiats du fonctionnement de la pompe.

Le VFD fonctionne en absorbant le courant alternatif à la fréquence de 60 Hz, en le convertissant en courant continu (CC) par le biais d’un circuit redresseur, et en l’envoyant dans un bus CC pour filtrer davantage la tension. Ensuite, le courant atteint l’onduleur qui crée des impulsions d’énergie continue qui fonctionnent comme du courant alternatif. La nature pulsée de la sortie imite suffisamment le courant alternatif pour créer les processus d’induction corrects nécessaires pour faire tourner le rotor du moteur. La tension de sortie est générée à partir d’une forme d’onde PWM créée par la commutation des IGBT, et consiste en des impulsions plutôt qu’en une onde sinusoïdale régulière. Le courant continu étant plus facile à contrôler en termes de tension et de fréquence, son utilisation au lieu d’une véritable alimentation en courant alternatif permet à l’EFV d’ajuster l’alimentation électrique à la volée. A series of transistors, especially the Insulated Gate, Bipolar Transistor (IGBT), give manual or automatic control over the power output and the resulting EDDY pump performance. Il est facile d’augmenter la puissance d’une pompe à boues soumise à une forte charge, puis de la réduire à nouveau après le passage d’un bouchon ou la modification de la texture du lisier ou de la boue à pomper.

Un entraînement à fréquence variable (EFV) fonctionne en convertissant le courant alternatif entrant en un signal continu, qui est ensuite retransformé en un signal alternatif à fréquence et tension variables à l’aide d’un convertisseur de source de tension. Ce processus de conversion permet à l’EFV de contrôler précisément la vitesse du moteur en ajustant la fréquence et la tension du signal de sortie.

The heart of this operation lies in the use of Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Ces transistors activent et désactivent rapidement le signal de sortie, créant ainsi un signal de modulation de largeur d’impulsion (MLI) qui simule effectivement une onde sinusoïdale. Ce signal MLI est ensuite envoyé au moteur, ce qui lui permet d’ajuster sa vitesse en fonction des besoins.

En outre, les VFD intègrent un système de contrôle sophistiqué qui régule le signal de sortie afin de garantir que le moteur fonctionne à la vitesse souhaitée. Ce système de contrôle peut être programmé pour répondre à divers changements dans le système, tels que la charge, la température, la pression ou le débit, ce qui le rend très adaptable à différentes conditions opérationnelles.

Il existe plusieurs types d’entraînements à fréquence variable (EFV), chacun étant conçu pour des applications et des niveaux de tension spécifiques :

• Augmentez ou diminuez le débit pour répondre aux besoins spécifiques de l’application.
• Réduire la maintenance des pompes en maintenant l’équipement à son point d’efficacité maximale et en réduisant la pression totale du système.
• L’augmentation de l’efficacité énergétique de la pompe permet de réduire le coût de chaque gallon pompé.
• Permettre l’ajout de contrôleurs de pompe programmables tels que EDDY Smart Pump Technology qui peuvent être utilisés pour étendre l’utilisation de la pompe.
• Élimine ou réduit le nombre de vannes de contrôle qui nécessitent toutes l’installation et la maintenance de capteurs individuels et qui ne sont souvent pas adaptées au traitement des boues ou des lisiers.
• Contrôlez la vitesse du moteur sans passer à des moteurs à courant continu coûteux.

Le pompage de boues difficiles et abrasives, telles que la pâte à papier ou les eaux usées, est un processus difficile en raison de la viscosité élevée, de la présence de solides importants et des variations de viscosité. Tous ces problèmes peuvent endommager les pompes qui ne sont conçues que pour fonctionner à une vitesse et à une charge fixes. Les boues et autres matériaux lourds qui doivent être pompés lors du dragage ou de l’exploitation minière posent également des problèmes similaires. Les variateurs de vitesse permettent pompes à boues et leurs moteurs de s’adapter à la volée aux variations du matériau pompé, ce qui permet d’éviter les dommages et de garantir que le système fonctionne toujours avec une efficacité énergétique maximale. L’obtention d’un contrôle de la vitesse variable sans avoir recours à des automates programmables coûteux est particulièrement utile lors des opérations de pompage. procédés de déshydratation qui nécessitent des vitesses de traitement très lentes.

En utilisant latechnologie EDDY Smart Pump , le VFD peut être contrôlé à la volée à l’aide de puces et d’ordinateurs intelligents embarqués, nécessitant peu ou pas d’intervention de la part des opérateurs de la pompe, ce qui permet de maintenir un fonctionnement optimal de la pompe avec un temps de fonctionnement maximal et plus de profits.

• Économies d’énergie: En ajustant la vitesse du moteur aux besoins de la charge, les variateurs de vitesse réduisent considérablement la consommation d’énergie.

• Économisez de l’énergie: Les VFD éliminent le besoin de dispositifs gaspilleurs d’énergie tels que les vannes d’étranglement, ce qui permet de réaliser des économies d’énergie substantielles.

• Amélioration de l’efficacité du système électrique: Les variateurs de vitesse améliorent l’efficacité globale du système électrique en minimisant les pertes d’énergie sous forme de chaleur.

• Augmentation de la durée de vie des enroulements du moteur: En réduisant le stress causé par les changements soudains de vitesse, les variateurs de vitesse prolongent la durée de vie des enroulements du moteur.

• Contrôleurs de moteur améliorés: Les variateurs de vitesse offrent des possibilités avancées de contrôle des moteurs, notamment un contrôle précis de la vitesse et du couple.

• Efficacité des moteurs à induction: Les variateurs de vitesse optimisent l’efficacité des moteurs à induction en adaptant leur vitesse aux exigences de la charge.

• Modulation de la largeur d’impulsion: Les VFD utilisent des signaux PWM pour simuler une onde sinusoïdale, réduisant ainsi les contraintes sur le moteur et les autres composants.

• Contrôle du couple de la charge: Les variateurs de vitesse maintiennent un couple constant même lorsque la charge change, ce qui garantit un fonctionnement stable.

• Variateur de tension: Les variateurs de tension fournissent un signal de sortie VSI, permettant aux moteurs de fonctionner à des vitesses variables.

• Efficacité des moteurs électriques: En adaptant la vitesse du moteur aux exigences de la charge, les variateurs de vitesse améliorent le rendement des moteurs électriques.

• Contrôleur de moteur: Les variateurs de vitesse offrent des fonctions sophistiquées de contrôle du moteur, améliorant ainsi les performances globales du système.

• Contrôle de la vitesse synchrone: Les variateurs de vitesse permettent aux moteurs de maintenir une vitesse constante quelles que soient les variations de charge, ce qui garantit des performances constantes.

Ces avantages mettent en évidence la polyvalence et l’efficacité des variateurs de vitesse, ce qui en fait un composant inestimable dans les applications industrielles et commerciales modernes.

EDDY Pump Corporation est un fabricant de premier plan d’équipements de pompage et de dragage. Si vous pompez ou draguez des boues, des matières à haute teneur en solides, des matières extrêmement visqueuses, des pâtes, des matières très abrasives (sable et gravier) et des matières remplies de solides, vous avez trouvé le produit le mieux adapté à votre tâche.

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