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Dans quels cas utiliser un démarreur progressif ou un variateur de fréquence ?
Les moteurs ont souvent besoin de grandes quantités d’énergie lorsqu’ils accélèrent rapidement à pleine vitesse. Les démarreurs progressifs et les variateurs de vitesse peuvent tous deux être utilisés pour réduire les courants d’appel et limiter le couple. Ils protègent votre précieux équipement et prolongent la durée de vie de votre moteur en réduisant l’échauffement du moteur causé par des démarrages et des arrêts fréquents. L’une des questions qui revient le plus souvent lorsqu’il faut choisir entre un démarreur progressif ou un variateur de fréquence est : lequel choisir ?
Dans quels cas utiliser un démarreur progressif ou un variateur de fréquence ?
Les moteurs ont souvent besoin de grandes quantités d’énergie lorsqu’ils accélèrent rapidement à pleine vitesse. Les démarreurs progressifs et les variateurs de vitesse peuvent tous deux être utilisés pour réduire les courants d’appel et limiter le couple. Ils protègent votre précieux équipement et prolongent la durée de vie de votre moteur en réduisant l’échauffement du moteur causé par des démarrages et des arrêts fréquents. L’une des questions qui revient le plus souvent lorsqu’il faut choisir entre un démarreur progressif ou un variateur de fréquence est : lequel choisir ?
Le but de cette cet article est de montrer les points communs et les différences entre un démarreur progressif et un variateur de fréquence. En comparant ces deux équipements, vous devriez pouvoir choisir le meilleur pour l’utilisation que vous souhaitez en faire.
I- Comment choisir entre un démarreur progressif ou un variateur de fréquence ?
Si nous examinons la fonction et le but du démarreur progressif et du variateur de fréquence, la réponse devient plus claire. En général, c’est l’application qui détermine le meilleur choix.
Les questions courantes à se poser sont :
- L’application nécessite-t-elle le couple nominal à vitesse nulle ?
- L’application nécessite-t-elle une régulation de vitesse une fois que la vitesse du moteur est atteinte ?
- L’application nécessite-t-elle un couple constant ?
- L’application a-t-elle besoin de temps de démarrage et d’arrêt précis ?
- L’espace est-il à prendre en compte ?
Cet article explique quelques-unes des différences entre ces deux types de démarreur et les critères pour choisir l’un plutôt que l’autre.
II- Comparaisons entre démarreur progressif et Variateur de fréquence
1- Rendement
Les démarreurs progressifs peuvent atteindre un rendement de 99,5 à 99,9 %. En général, une tension inférieure à 1 V est perdue dans un thyristor SCR. Le rendement dépend de la taille du démarreur progressif et de la tension triphasée appliquée. Les démarreurs progressifs sont plus performants que les variateurs de fréquence lorsqu’ils fonctionnement à pleine vitesse et sont correctement chargés.
Les variateurs ont généralement un rendement de 95 à 98 %. Lors du démarrage, du fonctionnement et de l’arrêt (sauf en cas d’arrêt en roue libre), les composants actifs, tels que les IGBT, sont actifs. Cependant, certains variateurs peuvent ajuster plus efficacement la consommation électrique lors du fonctionnement. Choisissez votre variateur en fonction de différentes caractéristiques de charge et vous pouvez potentiellement réduire vos coûts énergétiques. Plus le nombre d’impulsions du variateur est élevé, plus son rendement est élevé. Par exemple, un variateur à six impulsions a un rendement de 96,5 à 97,5 %. Un variateur à 18 impulsions a un rendement de 97,5 à 98 %.
2- Chaleur dégagée par le démarreur progressif ou le variateur
Dans un démarreur progressif avec un bypass intégré, le courant passe par le contacteur. Donc aucun composant à semi-conducteurs n’est actif pour générer plus de chaleur.
En fonctionnement, un variateur de fréquence est intrinsèquement plus chaud que le démarreur progressif, car les composants actifs contrôlent constamment la fréquence et la tension.
3- Précision de la durée de démarrage et d’arrêt
Le fonctionnement des démarreurs progressifs dépend de la charge et repose sur des réglages de démarrage et d’arrêt programmés. Un algorithme permet de régler la tension pour augmenter le courant et le couple afin de démarrer le moteur. Le démarreur progressif détermine si le moteur a atteint sa vitesse en fonction de la force contre-électromotrice du moteur.
Les variateurs régulent la vitesse avec précision, y compris les durées de démarrage et d’arrêt, en fonction du variateur sélectionné, des capacités de charge et de surcharge de ce variateur.
4- Régulation de la vitesse
Certains démarreurs progressifs disposent d’une régulation limitée de la vitesse lente entre le démarrage et l’arrêt.
Le variateur peut fournir une vitesse constante et entièrement réglable à tout moment, du démarrage à l’arrêt, pendant plusieurs heures, puisqu’il est capable de régler la fréquence.
NB : Bien que le variateur et le démarreur progressif soient capables de fonctionner à vitesses lentes, leur durée de fonctionnement dépend du moteur et de la charge. La quantité de chaleur dégagée par le moteur dépend de la durée de son fonctionnement à vitesse lente. Afin de protéger les thyristors SCR et le moteur, le démarreur progressif atteint sa pleine capacité thermique s’il fonctionne à vitesse lente pendant trop longtemps. Le fonctionnement continu d’un variateur en dessous de 5 Hz nécessite un déclassement.
5- Coût initial
Aux faibles ampérages, le variateur et le démarreur progressif ont des coûts similaires. Toutefois, le coût d’un variateur augmente en fonction de l’intensité et de la puissance demandées.
6- Taille physique
Le démarreur progressif est généralement plus petit que le variateur. Les variateurs de grande taille doivent être montés dans une armoire de type centre de commande de moteurs, dans la mesure où ils sont montés avec les autres dispositifs (par exemple, isolement, onduleurs et limiteurs CEM).
7- Maintenance
À part le nettoyage du ventilateur pour le garder propre et dégagé, le démarreur progressif nécessite peu de maintenance.
Alors que lors de la maintenance annuelle du variateur, les pièces doivent être inspectées, nettoyées et/ou remplacées. Par exemple, sur un variateur fonctionnant 24 heures sur 24, à la troisième année, vous devez remplacer les éléments suivants (le cas échéant) : moteur du ventilateur de refroidissement ; petits ventilateurs de refroidissement ; cartouche de filtre désionisant ; liquide de refroidissement ; condensateurs électrolytiques de bus ; condensateurs de bus du redresseur ; condensateur d’amortissement de l’onduleur ; alimentation de la commande de gâchette ; alimentations c.a./c.c. et c.c./c.c. ; piles d’UPS.
CONCLUSION
La nature de votre application détermine la méthode de démarrage que vous devez utiliser. Le démarreur progressif et le variateur peuvent démarrer un moteur avec une tension et une intensité réduites. Les résultats produisent moins d’usure mécanique et moins de maintenance, quel que soit le dispositif. Alors que le démarreur progressif dispose de quelques capacités à vitesse lente (jusqu’à ±15 % de vitesse lente), une régulation complète de la vitesse et de longues durées conviennent mieux à un variateur. Les démarreurs progressifs offrent une dérivation pour diminuer la dissipation thermique en fonctionnement si seulement le démarrage et l’arrêt du moteur sont nécessaires. Certaines marques de démarreurs progressifs peuvent présenter ou non les fonctionnalités décrites dans cet article. Les variateurs permettent de réguler la vitesse à tout moment pendant le processus et de régler facilement le couple en cas de besoin, lorsqu’ils sont correctement configurés.
En résumé, une bonne connaissance de votre application, des limitations relatives à la taille, ainsi que de votre budget vous permettra de mieux choisir le dispositif approprié.