L'impact changeant de la technologie VFD Inverter dans les environnements industriels contemporains

À mesure que les domaines de l'automatisation industrielle et de l'efficacité énergétique se développent, il devient clair que les variateurs de fréquence (VFD) ont laissé une empreinte indélébile sur la manière dont fonctionnent les machines et les processus. L'application d'électronique et de processus de contrôle modernes dans Inverters VFD va au-delà de l'amélioration de la productivité, car il y a également des avantages en termes d'efficacité énergétique et de durabilité environnementale. Dans le présent article, nous examinons les bases, les applications, les avantages et les défis liés au développement de la technologie des variateurs de fréquence.

Introduction

Les variateurs de fréquence, dont l'abréviation est simplement VFDs ou onduleurs, sont des appareils électriques qui ont pour fonction de moduler la vitesse et le couple d'un moteur électrique en contrôlant la fréquence et la tension de l'alimentation électrique. Bien que ce soit une convention dans le fonctionnement des systèmes traditionnels de commande de moteurs, c'est-à-dire à vitesses constantes, l'utilisation des VFDs a créé de nouvelles dimensions, car les moteurs peuvent être pilotés à des vitesses appropriées aux processus.

Composants principaux et principe de fonctionnement

Le redresseur est l'un des composants de base du VFD, où l'alimentation en courant alternatif est convertie en courant continu comme première étape. L'étape suivante implique l'utilisation d'un inverseur qui convertit le courant continu en courant alternatif, mais avec des valeurs de fréquence et de tension modifiables. L'inverseur est assemblé à l'aide de semi-conducteurs commutateurs (principalement des MOSFET ou des IGBT), dont le fonctionnement « allumé » ou « éteint » est piloté par un contrôleur microprocesseur. Ce contrôleur ajuste la fréquence de commutation en fonction du fonctionnement du moteur afin qu'il soit au-dessus ou en dessous du niveau souhaité en réponse aux retours des capteurs pour les paramètres vitesse-charge du moteur entre autres.

Applications de la technologie d'inverseur VFD

Industrie manufacturière : Dans les chaînes de production automatisées, les VFD sont utilisés pour varier les vitesses de rotation des convoyeurs, pompes, ventilateurs et divers autres mécanismes, ce qui améliore ainsi l'efficacité du processus tout en minimisant la consommation d'énergie.

Systèmes HVAC : L'utilisation de moteurs dans un système de gestion/automatisation des bâtiments permet d'utiliser des VFD pour faire fonctionner les refroidisseurs, les unités de traitement d'air et les ventilateurs à différentes vitesses afin de maintenir un niveau de confort avec une consommation d'énergie minimale.

Traitement de l'eau et des eaux usées : Les pompes entraînées par VFD et les agitateurs entraînés par VFD varient leur vitesse en fonction des débits variables afin que la performance reste optimale et que la consommation soit réduite.

Extraction minière et carrières : Les applications telles que les convoyeurs et les broyeurs, qui sont assez lourdes, peuvent fonctionner sous le contrôle de VFD, offrant ainsi des démarrages en douceur, une réduction des contraintes et une moindre dépense énergétique.

Avantages de la technologie d'inverseur VFD

Efficacité énergétique : Il est supposé que les coûts énergétiques pourraient être réduits de jusqu'à 50 % dans certaines applications lorsque les VFD sont configurés de manière à permettre aux outils de machine de fonctionner à la vitesse la plus efficace.

Contrôle de précision : En modulant la vitesse et le couple du moteur, il est possible de contrôler le processus avec une très grande précision, ce qui améliore à son tour la qualité et l'uniformité du produit.

Démarrage en douceur : Les VFD rendent inutile l'utilisation de démarreurs mécaniques pour les moteurs alternatifs, ce qui minimise les contraintes sur l'équipement et améliore la durée de vie du moteur.

Entretien réduit : Comme l'accélération et la décélération progressives éliminent le chargement soudain des pièces mécaniques, l'entretien et les réparations ainsi que les temps d'arrêt de la machine dus aux réparations sont considérablement réduits.

Perspectives d'avenir

En raison des facteurs d'économie d'énergie accrue, de l'accent mis sur le développement durable environnemental et de l'augmentation de la numérisation dans les industries, l'utilisation de la technologie d'inverseur de fréquence VFD devrait encore se développer. Avec les progrès futurs dans le contrôle de puissance, les nouveaux types de contrôle et les nouveaux capteurs, une plus grande précision, stabilité et efficacité seront atteintes.