Choisissez le variateur de fréquence correct

Pour choisir un variateur de fréquence adapté, il faut tout d'abord comprendre le profil de couple de la charge. Les différentes applications imposent des exigences variables en matière de couple et de surcharge au moteur et au variateur ; c'est pourquoi SmartD propose à la fois des caractéristiques techniques pour service normal et pour service intensif. Les caractéristiques techniques pour service normal autorisent une surcharge d'environ 110 % pendant 60 s, tandis que celles pour service intensif autorisent une surcharge d'environ 150 % pendant 60 s.

Charges à couple variable (centrifuges)

• Nature de la charge : Pour les pompes centrifuges, les ventilateurs et les soufflantes, le couple varie proportionnellement au carré de la vitesse, tandis que la puissance varie proportionnellement au cube de la vitesse. À la moitié de la vitesse, le couple de charge chute à environ un quart et la puissance à un huitième des valeurs à pleine vitesse. Le couple étant faible à basse vitesse, ces charges ne nécessitent pas de couple de démarrage élevé.

• profil cyclique : Ces charges sont considérées comme Fonctionnement normal. Un variateur de fréquence en service normal est conçu pour fournir environ 110 % du courant nominal pendant 60 s. Les applications centrifuges ne nécessitent généralement pas un couple de démarrage élevé ; une capacité de surcharge de 110 % est donc suffisante.

• Applications typiques : Ventilateurs d'alimentation et de reprise pour systèmes CVC, pompes centrifuges, compresseurs axiaux-centrifuges, soufflantes centrifuges et agitateurs pour liquides à faible viscosité.

Charges à couple constant

• Type de charge : Dans les applications à couple constant, le couple requis reste pratiquement le même, quelle que soit la vitesse. Le moteur doit donc être capable de fournir son couple nominal, même à très basse vitesse, ce qui entraîne un courant relativement élevé. Le VFD doit alors offrir un couple de démarrage important — environ 1,5 fois le couple nominal — pour surmonter le frottement statique et l’inertie de la charge. 1.5 × the nominal torque) to overcome static friction and inertia.

• profil cyclique : These applications require a heavy‑duty VFD rating. Heavy‑duty drives can deliver around 150 % of rated current for 60 s; Les caractéristiques techniques du variateur SmartD indiquent une capacité de service intensif permettant une surcharge de 150 % pendant 60 s, contre 110 % en service normal. Cette capacité de surcharge supérieure garantit que le variateur ne se déclenchera pas lorsqu’il devra fournir le courant de démarrage élevé nécessaire à l’accélération de la charge.

• Applications typiques : Conveyors (belt, screw or shaker), positive‑displacement blowers and pumps, reciprocating and rotary compressors, and mixers with thick slurry or dough as constant‑torque loads. Hoists, traction drives and mixers are also given as constant‑torque examples. Because these loads can require high torque at startup or during acceleration, a heavy‑duty drive should be selected.

Charges élevées avec fort couple de démarrage

• Certaines applications impliquent des matériaux à forte inertie ou visqueux qui nécessitent un couple très élevé pour démarrer (couple de démarrage). Le couple de démarrage est généralement exprimé en pourcentage du couple à pleine charge et peut atteindre environ 200 % de ce dernier. Par exemple, lorsqu’un mélangeur commence à agiter une boue visqueuse, l’entraînement peut devoir fournir jusqu’à 200 % du courant nominal pendant quelques secondes. Une fois que la charge commence à bouger, le couple et le courant reviennent à leurs valeurs nominales.

• profil cyclique : Les variateurs utilisés pour des charges à couple de démarrage élevé doivent pouvoir supporter des pics de courant de très courte durée (200 % du courant nominal pendant quelques secondes). Les utilisateurs doivent s'assurer que la capacité de surcharge et le facteur de service du variateur choisi permettent de fournir le courant de démarrage requis sans déclenchement par surintensité.

• Applications typiques : Agitateurs destinés au mélange de fluides visqueux, pétrisseuses, pompes à boues et toute application nécessitant un couple de démarrage élevé.

Charges à puissance constante

• Type de charge : Dans les applications à puissance constante, le couple requis diminue à mesure que la vitesse augmente. La puissance restant constante, la réduction de la vitesse n'apporte que peu d'économies d'énergie. Ces applications fonctionnent souvent à une vitesse supérieure à la vitesse de base.

• profil cyclique : Étant donné que le couple diminue au-delà de la vitesse de base, les exigences en matière de surcharge du variateur de fréquence sont généralement modestes. Les variateurs dotés de deux niveaux de puissance nominale (normal et service intensif) peuvent généralement prendre en charge ces charges, à condition que leur intensité nominale en service continu corresponde au courant à pleine charge du moteur.

• Applications typiques : Les machines-outils telles que les tours, les rectifieuses et les scies, les bobineuses et autres équipements pour lesquels la vitesse linéaire du produit doit rester constante malgré les variations de diamètre.

Charges à impact

• Type de charge : Les charges d'impact nécessitent un couple par intermittence et ne dépendent pas de la vitesse du moteur. Par exemple, une presse à poinçon utilise un volant d'inertie pour stocker de l'énergie et doit être réaccélérée entre chaque course. Le variateur de fréquence doit fournir un couple d'accélération suffisant pour rétablir la vitesse du volant d'inertie avant la course suivante.

• profil cyclique : Les variateurs utilisés dans les applications soumises à des chocs doivent disposer d'une capacité de surcharge à court terme suffisante et d'une conception thermique robuste pour supporter le caractère cyclique de la charge. Bien que ce type de charge soit moins courant que les charges centrifuges ou à couple constant, l'ingénieur doit vérifier que le variateur est capable de fournir le courant de crête sans se déclencher.

• Applications typiques : Presses à poinçonner, machines d'estampage et autres équipements présentant des besoins énergétiques cycliques.

Résumé de l'influence du type d'application sur le dimensionnement des variateurs de fréquence

Le tableau ci-dessous présente les principales catégories d'applications des variateurs de fréquence (VFD), le profil de couple typique, la charge nominale recommandée et l'influence sur la capacité de courant du variateur.