Pourquoi les variateurs sont-ils plus faciles à utiliser que les démarreurs progressifs ?

Pourquoi les variateurs sont-ils plus faciles à utiliser que les démarreurs progressifs ?

Une étude de marché récente indique que le marché international des variateurs c.a. basse tension est toujours 20 fois plus important que celui des démarreurs progressifs basse tension. C'est un phénomène très intéressant étant donné que, pour certaines applications, il peut y avoir d'importantes économies de coûts, d'encombrement et de consommation énergétique si vous choisissez d'utiliser un démarreur progressif plutôt qu'un variateur c.a.

Pourquoi utiliser des variateurs dans des situations où des démarreurs progressifs seraient suffisants ?

La réponse est assez basique : Les variateurs c.a. fonctionneront dans la plupart des applications, tandis que les démarreurs progressifs ne fonctionneront pas dans toutes les applications. Selon certaines personnes, cela signifie que les variateurs c.a. sont plus faciles à spécifier, installer et mettre en service que les démarreurs progressifs. Ce n'est pas vrai. Il y a beaucoup plus d'éléments à prendre en compte lors de l'utilisation d'un variateur c.a. que lors de l'utilisation d'un démarreur progressif. Une autre approche, plus appropriée, consiste à considérer que les variateurs c.a. fonctionnent dans une plus grande gamme d'applications que les démarreurs progressifs.

Nous avons probablement tous entendu parler du « sacro-saint emplacement ! » lors de l'achat d'un bien immobilier. De même, lorsque vous décidez de choisir un démarreur progressif ou un variateur c.a. pour une application particulière, ce qui importe, c'est « l'application, l'application et encore l'application ! »

Pour choisir entre un démarreur progressif et un variateur c.a., vous devez vous poser les questions courantes suivantes sur l'application :

  • Quelles sont les exigences de couple de charge ?
  • La régulation de vitesse est-elle nécessaire pendant le mode d'exécution ? Une opération inverse à pleine vitesse est-elle nécessaire ?
  • Existe-t-il des considérations ou des restrictions en matière de système de distribution ?

Les exigences de couple de charge d'une application sont très importantes lors du choix d'un démarreur progressif ou d'un variateur c.a. L'application a-t-elle besoin d'un couple de démarrage élevé ? Couple complet à vitesse nulle ? Maintien du couple ? Les démarreurs progressifs sont, par définition, des démarreurs basse tension. Cela signifie que le couple complet n'est pas disponible à une vitesse nulle ou très faible.

C'est pourquoi les types de charge suivants ne sont habituellement pas recommandés pour les démarreurs progressifs : extrudeuses, pompes volumétriques, convoyeurs inclinés (charge négative), monte-charges et ascenseurs (sauf hydrauliques). Pendant ce temps, un variateur c.a. peut produire un couple nominal de 0 jusqu'à la vitesse nominale et peut habituellement gérer tous les types de charge.

Une autre considération d'application clé est la capacité à contrôler la vitesse, qui dépend de la structure physique du démarreur progressif et du variateur c.a. Un démarreur progressif a des thyristors SCR qui relient la ligne d'entrée c.a. au moteur. Les propriétés physiques permettent de changer le point dans la courbe de l'entrée c.a. là où le SCR est sous tension, et non là où il est hors tension. Les SCR se mettent hors tension automatiquement. Cela permet d'augmenter la tension du moteur de 0 à une tension complète (contrôle de la tension). Cela signifie que la fréquence de ligne est toujours appliquée au moteur et, une fois que le moteur a atteint sa vitesse, il tournera à une valeur équivalente de 60 Hz (ou 50 Hz) tr/mn. La direction à pleine vitesse est déterminée par l'ordre de connexion de la tension d'alimentation.

Par ailleurs, les variateurs c.a. ont beaucoup plus de composants électroniques actifs, habituellement composés d'une diode en façade, d'un bus c.c. et de transistors bipolaires à porte isolée (IGBT). Les IGBT peuvent être mis « sous tension » et « hors tension » à tout moment, aussi longtemps et aussi souvent que vous le souhaitez. Différentes tensions et différentes fréquences (contrôle des tensions et des fréquences) peuvent être appliquées au moteur, afin de générer une régulation continue de la vitesse dans un sens ou dans l'autre.

Les variateurs c.a. peuvent fonctionner sur la plupart des systèmes d'alimentation secteur, notamment ceux qui correspondent parfaitement à la charge du moteur. Généralement, lorsque vous utilisez un démarreur progressif, la source d'alimentation doit pouvoir autoriser des courants de démarrage de 150 % à 450 % de la charge totale du moteur en ampères. Certains variateurs c.a. peuvent également faire fonctionner des charges de moteur triphasé à l'aide d'une alimentation électrique monophasée. Les démarreurs progressifs fonctionnent uniquement avec une alimentation d'entrée triphasée.

Lorsque vous décidez de choisir un démarreur progressif ou un variateur c.a. pour une installation particulière, les caractéristiques de l'application sont primordiales. Des éléments comme les considérations en matière d'exigences de couple, le contrôle de vitesse et le système de distribution doivent être analysés avec attention.

Pour les applications de démarreurs progressifs, certaines règles générales sont :

  • Réduit l'usure mécanique et les dégâts sur le système
  • La limitation du courant est la raison principale qui justifie le choix d'une méthode de démarrage
  • Applications avec couple de démarrage inférieur
  • Applications avec des charges légères ou modérées
  • Fonctionnement à plein régime

Pour les applications de variateurs c.a., les instructions générales sont :

  • Régulation de vitesse en mode d'exécution
  • Couple de démarrage élevé
  • Contrôle de position
  • Maintien du rotor à vitesse nulle

Peu importe la méthode de commande de moteur sélectionnée, il faut prendre en compte des considérations supplémentaires concernant l'installation, la mise en service, les filtres additionnels ou la protection des circuits quand il s'agit d'un démarreur progressif ou d'un variateur c.a.

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Richard Anderson
Publié 6 Juillet 2015 Par Richard Anderson, Product Manager, Rockwell Automation
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