L’évolution de l’impact de la technologie des onduleurs VFD dans les environnements industriels contemporains

À mesure que les domaines de l’automatisation industrielle et de l’efficacité énergétique se développent, il devient évident que les onduleurs à fréquence variable (VFD) ont laissé une marque indélébile dans le changement du fonctionnement des machines et des processus. L’application de l’électronique et des processus de contrôle de la nouvelle ère dansOnduleurs VFDva au-delà de l’amélioration de la productivité, car il présente également des avantages en matière d’efficacité énergétique et de durabilité environnementale. Dans le présent document, nous examinons les bases, les applications, les avantages et les défis sur la voie du développement de la technologie des onduleurs VFD.

Introduction

Les variateurs de fréquence, qui ont simplement leur abréviation de VFD ou d’onduleurs, sont des appareils électriques dont la fonction est de moduler la vitesse et le couple d’un moteur électrique en contrôlant la fréquence et la tension de l’énergie électrique fournie. Bien qu’il s’agisse de conventions dans la façon dont les systèmes de contrôle de moteur traditionnels ont fonctionné, c’est-à-dire sur des vitesses constantes, l’utilisation de VFD a créé de nouvelles dimensions car les moteurs peuvent être entraînés à des vitesses appropriées aux processus.

Composants clés et principe de fonctionnement

Le redresseur est l’un des composants de base du VFD, où l’alimentation CA est convertie en courant continu dans un premier temps. L’étape suivante implique l’utilisation d’un onduleur qui reconvertit le courant continu en courant alternatif, mais avec des valeurs de fréquence et de tension variables. L’onduleur est assemblé par des semi-conducteurs de commutation (qui sont principalement des MOSFET ou des IGBT) dont le fonctionnement « on » ou « off » est piloté par un contrôleur à microprocesseur. Ce contrôleur modifie la fréquence de commutation par rapport au fonctionnement du moteur afin qu’il soit au-dessus ou en dessous du niveau souhaitable, en fonction de la rétroaction des capteurs pour les paramètres de vitesse-charge du moteur, entre autres.

Applications de la technologie d’onduleur VFD

Fabrication : Dans les lignes de production automatisées, les VFD sont utilisés pour faire varier les vitesses de rotation des convoyeurs, des pompes, des ventilateurs et de divers autres mécanismes et, ainsi, améliorer l’efficacité du processus tout en minimisant le gaspillage d’énergie.

Systèmes CVC : Les entraînements motorisés dans un système de gestion / automatisation du bâtiment permettent l’utilisation de VFD pour faire fonctionner les refroidisseurs, les appareils de traitement de l’air, les ventilateurs à différentes vitesses pour maintenir le niveau de confort à une consommation d’énergie minimale.

Traitement de l’eau et des eaux usées : Les pompes et les agitateurs VFD varient leur vitesse en fonction des débits variables, de sorte que les performances restent optimales et que la consommation est moindre.

Mines et carrières : Des applications telles que les bandes transporteuses et les concasseurs qui sont assez robustes peuvent fonctionner sous le contrôle de VFD, ce qui permet des démarrages en douceur, une réduction des contraintes et une réduction des dépenses énergétiques.

Avantages de la technologie VFD Inverter

Efficacité énergétique : On suppose que les coûts énergétiques pourraient être réduits jusqu’à 50 % dans certaines applications lorsque les VFD sont réglés de manière à permettre aux machines-outils d’être utilisées 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 la qualité et l’uniformité du produit.

Démarrage progressif : Les VFD rendent inutile l’utilisation de démarreurs mécaniques pour les moteurs à courant alternatif, ce qui minimise le stress sur l’équipement et améliore la durée de vie du moteur.

Maintenance réduite : Parce que l’accélération et la décélération en douceur éliminent le chargement soudain des pièces mécaniques, l’entretien et les réparations ainsi que les temps d’arrêt des machines dus aux réparations sont considérablement réduits.

Perspectives d’avenir

En raison des facteurs d’économie d’énergie accrue, de l’accent mis sur la durabilité de l’environnement et de l’augmentation de la numérisation dans les industries, l’utilisation de la technologie VFD Inverter devrait encore se développer. Avec les développements ultérieurs de la commande de puissance, de nouveaux types de commande et de nouveaux capteurs, encore plus. la précision, la stabilité et l’efficacité seront atteintes.