Quels sont les appareils connectés au convertisseur de fréquence dans le système de commande du convertisseur de fréquence ?

Introduction

Dans un convertisseur de fréquence plusieurs appareils sont connectés au système de contrôle convertisseur de fréquence (également connu sous le nom d'entraînement à fréquence variable, de convertisseur à fréquence variable ou de convertisseur VFD) pour garantir des performances, une protection et un contrôle optimaux du moteur. Ces dispositifs fonctionnent ensemble pour réguler la vitesse, le couple et la direction du moteur, assurant ainsi un fonctionnement efficace et fiable dans diverses applications industrielles. Cet article explore les composants clés généralement connectés à un variateur de vitesse dans de tels systèmes.

Équipement de protection et de commutation

Disjoncteur

Le disjoncteur est un dispositif de sécurité essentiel qui protège le système d'alimentation électrique. convertisseur de fréquence et l'ensemble du système de commande contre les défauts électriques tels que les courts-circuits ou les surcharges. Placé en amont du variateur de fréquence, le disjoncteur garantit que tout courant anormal est rapidement interrompu, ce qui évite d'endommager le variateur VFD et les autres composants connectés.

Electromagnétique Contactor

Un contacteur électromagnétique est un interrupteur électrique utilisé pour contrôler des appareils électriques de grande puissance comme les moteurs, les lumières et les chauffages. Il fonctionne à l'aide d'un électro-aimant (bobine) qui, lorsqu'il est alimenté, tire une armature mobile pour fermer ou ouvrir le circuit. Les principaux éléments sont la bobine, les contacts et l'armature. Lorsque la bobine est alimentée, elle crée un champ magnétique qui déplace les contacts, permettant ainsi au courant de circuler. Lorsque la bobine n'est pas alimentée, un ressort ramène les contacts à leur position initiale, ce qui arrête le flux de courant. Il est largement utilisé dans les applications industrielles pour la commande à distance d'équipements électriques.

Équipement de protection et de filtrage du côté de l'entrée

Entrée Réacteur AC

Une réactance AC d'entrée, également appelée réactance de ligne, est connectée au côté entrée du variateur de fréquence. Elle permet de réduire les harmoniques générées par le variateur de fréquence, d'améliorer le facteur de puissance et de limiter les courants d'appel. Ce réacteur est particulièrement utile pour atténuer les effets négatifs des perturbations à haute fréquence sur le réseau d'alimentation électrique.

Filtre d'harmoniques d'entrée

Le filtre d'harmoniques d'entrée est conçu pour minimiser la distorsion harmonique causée par le convertisseur de fréquence sur l'alimentation électrique. En filtrant ces harmoniques, le filtre assure la conformité avec les normes du réseau et réduit le risque d'interférence avec d'autres équipements connectés à la même source d'alimentation.

Filtre CEM d'entrée

Un filtre CEM (compatibilité électromagnétique) d'entrée est utilisé pour supprimer les interférences électromagnétiques (EMI) générées par le convertisseur de fréquence. Ce filtre est essentiel pour garantir que le variateur de fréquence n'interfère pas avec d'autres appareils électroniques situés à proximité, ce qui permet de maintenir un environnement stable et exempt d'interférences.

Sortie Équipements de protection latérale et de filtrage

Filtre à ondes sinusoïdales

Le filtre sinusoïdal est installé sur le côté sortie du convertisseur de fréquence pour convertir le signal PWM (Pulse Width Modulation) en une onde sinusoïdale presque parfaite. Ce filtrage est essentiel pour les applications nécessitant de longs câbles ou des charges de moteur sensibles, car il réduit l'échauffement du moteur, le bruit et les vibrations.

Filtre Dv/Dt

Un filtre Dv/Dt est un autre type de filtre de sortie connecté au variateur de fréquence. Il est spécifiquement conçu pour réduire le taux d'augmentation de la tension (Dv/Dt) et limiter la tension de crête perçue par les enroulements du moteur. Cette protection est vitale pour les moteurs équipés de longs câbles ou fonctionnant dans des environnements où la tension Dv/Dt est élevée.

Sortie Réacteur AC

La bobine d'inductance AC de sortie est connectée entre le variateur de fréquence et le moteur. Sa fonction première est de réduire la tension de crête du moteur et le taux d'augmentation de la tension (Dv/Dt), ce qui protège l'isolation du moteur et prolonge sa durée de vie. Il réduit également le bruit du moteur et contribue à un fonctionnement plus régulier du moteur.

Équipement de freinage et de retour d'énergie

Unité de freinage

L'unité de freinage est un composant essentiel pour les applications nécessitant une décélération rapide du moteur. Elle se connecte au bus CC du convertisseur de fréquence et dissipe l'énergie régénérative produite pendant le freinage à travers une résistance de freinage externe, évitant ainsi une surtension dans le bus CC.

Résistance de freinage

La résistance de freinage fonctionne en conjonction avec l'unité de freinage pour dissiper en toute sécurité l'énergie générée pendant le processus de freinage. En convertissant l'énergie électrique excédentaire en chaleur, la résistance de freinage garantit que le variateur de fréquence peut gérer des scénarios de freinage dynamique sans endommager le système.

DC Équipement latéral

Inductance DC

Une self CC est un composant inductif connecté en série au bus CC du convertisseur de fréquence. Elle lisse la tension continue en filtrant les courants d'ondulation et en réduisant les harmoniques. Cela améliore les performances globales et l'efficacité du variateur de fréquence et protège le variateur contre les contraintes électriques potentielles.

Dispositif d'exécution

Moteur

Le moteur est la charge principale entraînée par le convertisseur de fréquence. Le variateur de vitesse contrôle la vitesse, le couple et la direction du moteur, ce qui permet d'adapter le fonctionnement du moteur aux différentes exigences du processus. Le choix du moteur et sa bonne intégration avec le variateur de fréquence sont essentiels pour obtenir les performances souhaitées du système.

Conclusion

Dans un système de commande de variateur de fréquence, l'intégration de divers dispositifs tels que les disjoncteurs, les réactances, les filtres, les unités de freinage et le moteur lui-même garantit que le système fonctionne de manière efficace, sûre et fiable. Chaque composant joue un rôle unique dans la protection et l'optimisation des performances du variateur de fréquence, ce qui les rend indispensables dans les applications industrielles modernes.