Comment choisir un onduleur pour minimiser la consommation d’énergie ?

Comment choisir un onduleur pour minimiser la consommation d’énergie ? C’est l’une des questions les plus fréquemment posées par les ingénieurs UR, les automaticiens et les responsables des coûts énergétiques dans les installations industrielles. Le bon choix d’un convertisseur (c’est-à-dire d’un convertisseur de fréquence) a un impact réel sur la réduction de la consommation d’énergie, la stabilité du processus et la durée de vie du moteur.

Dans cet article, basé sur l’expérience de service de RGB Elektronika, nous vous montrons comment sélectionner un onduleur en connaissance de cause et de manière techniquement correcte pour réaliser de réelles économies d’énergie dans les applications industrielles – des pompes et des ventilateurs aux convoyeurs et aux lignes de production.

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Comment choisir un onduleur pour réduire de manière réaliste la consommation d’énergie ?

Réduire la consommation d’énergie ne se limite pas à l’achat d’un appareil “économe en énergie”. Il est essentiel d’adapter le variateur à l’application, aux caractéristiques du moteur et à la manière dont le processus est contrôlé.

Principaux paramètres de l’onduleur influençant la consommation d’énergie

Le plus important est d’adapter l’onduleur à l’application. En sélectionnant correctement la puissance du variateur, il est possible d’améliorer l’efficacité de l’ensemble du système d’entraînement. Un onduleur surdimensionné fonctionnera dans la plage de faible charge et générera des pertes à vide plus importantes, ce qui augmente directement la consommation d’énergie.

Rendement de l’onduleur – plus le rendement est élevé, meilleure est la conversion de la puissance d’entrée en courant continu en courant alternatif. Plus il est proche de 100 %, moins il y a de pertes d’énergie au cours de cette conversion. Dans la pratique, des différences de quelques pour cent dans le rendement de l’onduleur, lorsqu’il fonctionne en continu, se traduisent par des coûts mesurables.

Les fonctions de réduction de l’énergie, telles que la récupération d’énergie lors du freinage du moteur, permettent de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique en cas de perte de vitesse. Dans les applications à forte inertie (par exemple, les centrifugeuses, les longs convoyeurs), la récupération d’énergie est très importante.

Le PID, ou contrôleur proportionnel-intégral-différentiel, permet un contrôle précis de la vitesse du moteur et élimine la nécessité de mettre en œuvre des contrôleurs ou des régulateurs supplémentaires. Un PID correctement configuré minimise les fluctuations de vitesse et empêche le fonctionnement en “stock”, ce qui favorise les économies d’énergie.

Le contrôle se traduit aussi directement par la consommation d’énergie. La commande scalaire (U/f), moins précise, peut générer des problèmes à faible vitesse et maintenir le flux magnétique à un niveau trop élevé. Le contrôle vectoriel permet une meilleure utilisation du moteur, en réduisant les pertes et en réduisant dynamiquement le flux à faible charge, au lieu de le maintenir au niveau maximum.

Sélection de l’onduleur en fonction du type d’application

• Stations de pompage et ventilateurs – le plus grand potentiel d’économie d’énergie réside dans le contrôle de la vitesse plutôt que dans l’étranglement du débit.
• Convoyeurs – le contrôle vectoriel et les rampes d’accélération douces sont importants.
• Machines de production – la stabilité du couple et l’intégration du PID sont essentielles.
• Applications dynamiques – les onduleurs à récupération d’énergie méritent d’être pris en considération.

Techniques avancées d’économie d’énergie dans les onduleurs

Les onduleurs modernes offrent des caractéristiques qui permettent de minimiser la consommation d’énergie de manière réaliste, à condition qu’ils soient configurés correctement.

Mode d’économie d’énergie, ECO et fonction de mise en veille de l’onduleur

Le mode économie d’énergie (souvent appelé ECO) optimise automatiquement les paramètres de contrôle du moteur à faible charge. Cette fonction réduit les pertes dans le noyau du moteur et améliore l’efficacité globale du système.

La fonction de mise en veille du variateur permet au variateur de passer automatiquement en mode veille lorsqu’il n’y a pas de demande de fonctionnement du variateur. Dans les applications cycliques, cette fonction permet une réduction très sensible de la consommation d’énergie.

Contrôle du moteur et efficacité globale du système

Pour contrôler correctement un onduleur, il faut identifier correctement le moteur, sélectionner correctement les paramètres nominaux et choisir en connaissance de cause l’algorithme de contrôle. C’est le domaine dans lequel nous constatons le plus souvent des erreurs lors des audits énergétiques.

• Un mode de contrôle mal choisi augmente les pertes de chaleur.
• L’absence de PID entraîne un fonctionnement excessif du moteur.
• Un onduleur surdimensionné réduit l’efficacité de l’onduleur.

Conseils techniques pratiques du service

• Ne surdimensionnez pas l’onduleur “en réserve” sans avoir analysé les charges.
• Effectuez toujours un autotuning du moteur.
• N’activez le mode d’économie d’énergie qu’après les tests de stabilité.
• Vérifiez régulièrement la température et la ventilation de l’armoire.
• Activez le contrôle vectoriel (la plupart des onduleurs ont un contrôle scalaire activé en usine).
• Mettez à jour le micrologiciel – les nouvelles versions améliorent souvent les algorithmes de l’ECO.

Le choix d’un onduleur pour l’efficacité énergétique est un processus qui nécessite des connaissances pratiques, une expertise en matière d’application et une expérience en matière de service. Chez RGB Elektronika, nous aidons quotidiennement nos clients non seulement à réparer, mais aussi à optimiser les systèmes d’entraînement existants.

Si vous souhaitez réduire de manière réaliste les coûts énergétiques et améliorer la fiabilité des entraînements, le choix éclairé d’un onduleur est la première et la plus importante étape.

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