Variateur monophasé ou triphasé – que choisir et quels sont les moteurs adaptés ?

Différences entre les onduleurs monophasés et triphasés – paramètres clés

L’onduleur monophasé et l’onduleur triphasé sont les deux types d’onduleurs les plus couramment utilisés dans l’automatisation industrielle et les applications domestiques et commerciales. Le bon choix se traduit par la durée de vie du moteur, la stabilité du processus, la sécurité et l’efficacité énergétique. Dans ce guide, nous vous expliquons quel onduleur choisir, comment sélectionner sa puissance, dans quelles situations une erreur de sélection se produit et comment éviter les problèmes d’entretien les plus courants.

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La principale différence : l’alimentation électrique et le type de moteur

En bref : le variateur est sélectionné en fonction du type d’alimentation et du type de moteur que vous souhaitez contrôler. Les variateurs pour moteurs triphasés nécessitent une conception interne différente, une section de puissance différente et un filtrage différent de celui des variateurs monophasés.

• Onduleur monophasé – entrée 230 V CA, sortie 3×230 V, pour les petits moteurs triphasés.
• Onduleur triphasé – 3×400 V en entrée, 3×400 V en sortie, pour les moteurs industriels de grande taille.
• Onduleur hybride triphasé – principalement utilisé dans la production d’électricité décentralisée ; il combine les entrées CA/CC et contrôle une charge triphasée.

Pour quels moteurs le variateur monophasé est-il adapté ?

Un onduleur monophasé est utilisé lorsque nous avons accès à une alimentation de 230 V et que nous voulons contrôler un moteur triphasé de petite ou moyenne taille. Contrairement à ce que vous pourriez penser, il ne s’agit pas d’un appareil monophasé à la sortie – l’onduleur produit des signaux triphasés complets à la sortie.

Pouvoirs les plus couramment utilisés :

• Onduleur monophasé 1kw – applications légères, ventilateurs, petits convoyeurs.
• Onduleur monophasé 3kw – machines de taille moyenne, pompes, bandes transporteuses compactes.
• Onduleur monophasé de 4 kW – charges plus élevées lorsque le courant de 400 V n’est pas disponible.

De nombreuses usines utilisent également un simple onduleur monophasé – structurellement plus compact, idéal pour un contrôle de vitesse de base sans fonctions avancées.

Un onduleur monophasé peut-il être raccordé à une installation triphasée ?

C’est l’une des questions les plus fréquemment posées. La réponse dépend de l’objectif :

• OUI – si vous souhaitez alimenter un onduleur monophasé à partir d’une phase d’une installation triphasée (L+N). C’est normal et sûr.
• NON – lorsqu’il s’agit de connecter un onduleur monophasé de manière à ce qu’il fonctionne comme un onduleur monophasé pour 3 phases avec une charge complète de 400V. C’est techniquement incorrect.

Vérifiez toujours les paramètres d’entrée du fabricant et la charge de courant autorisée. Un grand nombre de défaillances de sections d’alimentation chez RGB Electronics sont précisément dues à l’hypothèse erronée selon laquelle tout onduleur monophasé peut être mis à niveau pour une application triphasée.

Comment fonctionne un onduleur triphasé ?

Comment fonctionne un onduleur triphasé ? En termes simples : il prend l’énergie du réseau de 3×400 V, la redresse dans la section CC puis, à l’aide de transistors IGBT, génère trois formes d’ondes déphasées pour contrôler le moteur. Ce type de conception permet d’obtenir un couple élevé, une stabilité de la vitesse et la possibilité d’un contrôle précis en boucle fermée.

Applications typiques des onduleurs triphasés :

• Machines CNC, fraiseuses, tours,
• la robotique industrielle,
• lignes d’emballage, palettiseurs automatiques,
• les entraînements de pompes et de ventilateurs de grande puissance.

Les onduleurs ABB, Allen Bradley, Mitsubishi Electric et Schneider Electric– les marques que nous entretenons le plus souvent – ont fait leurs preuves dans de tels systèmes.

Sélection pratique d’un onduleur – comparaison de la puissance, du coût et de la conception

Différences de conception des onduleurs

• Onduleur monophasé: module redresseur plus petit, courant de sortie limité, section de puissance 3×230 V.
• Onduleur triphasé: filtrage CEM complet, section IGBT plus puissante, alimentation 3×400 V, taux de surcharge plus élevé.

Coûts et fonctionnement

• Les onduleurs monophasés sont moins chers, mais leur capacité de surcharge est plus faible.
• Les onduleurs triphasés sont plus efficaces, chauffent moins et offrent un meilleur couple de démarrage.
• Le coût de l’entretien d’un onduleur triphasé tend à être plus élevé en raison du plus grand nombre de composants de puissance.

Erreurs de sélection typiques (d’après l’expérience du service après-vente de RGB Electronics)

• Choisir un onduleur monophasé pour un moteur qui ne dépasse le courant admissible que de 10 à 15 %, ce qui entraîne une surchauffe des IGBT.
• On part du principe qu’un onduleur monophasé de 1 kW est adapté à une charge de pointe continue, ce qui n’est pas le cas.
• Utilisation d’un convertisseur monophasé-triphasé lorsqu’un couple mécanique complet est nécessaire.
• Filtrage CEM inadéquat sur les machines comportant un grand nombre de capteurs et d’automates.
• Manque de nettoyage et d’entretien – la plupart des pannes sont dues à la saleté, à la détérioration du ventilateur et à la surchauffe.

Conseils pratiques pour les ingénieurs

• Si vous prévoyez d’agrandir votre machine, choisissez un onduleur dont la puissance nominale est supérieure de 20 à 30 %.
• Pour les moteurs avec frein électromagnétique, utilisez un variateur avec une section de freinage dédiée ou un module de résistance.
• Pour les longueurs de câble supérieures à 50 m, un filtre sinusoïdal ou dU/dt est nécessaire.
• Pour les applications de précision, envisagez un variateur doté d’une capacité de contrôle vectoriel.
• Vérifiez le courant nominal de l’onduleur, et pas seulement la puissance en watts – une erreur fréquente chez les débutants.

Quel onduleur choisir ?

• Onduleur monophasé – si vous disposez d’une alimentation de 230 V et d’un moteur d’une puissance maximale de 3 à 4 kW.
• Onduleur triphasé – si vous disposez d’une alimentation de 3×400 V et que vous recherchez la stabilité, le couple et la longévité.
• Dans le domaine de la production d’électricité, considérez un onduleur hybride triphasé.

En cas de doute, il est préférable de consulter le service après-vente – plus de la moitié des onduleurs mal choisis sont réparés au cours des deux premières années de fonctionnement.

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