Les fournisseurs d'équipements d'ascenseurs à économie d'énergie rappellent que les convertisseurs de fréquence sont désormais largement utilisés dans divers secteurs, tels que la climatisation, les ascenseurs et l'industrie lourde. Vous trouverez ci-dessous les principes de base de l'utilisation des convertisseurs de fréquence dans les ascenseurs :
1. Qu'est-ce qu'un convertisseur de fréquence ?
Un convertisseur de fréquence est un dispositif de contrôle de l'énergie électrique qui utilise la fonction marche/arrêt des dispositifs semi-conducteurs de puissance pour convertir les sources de fréquence électrique en une autre fréquence.
2. Quelles sont les différences entre PWM et PAM ?
PWM est l'abréviation de « modulation de largeur d'impulsion », une technique de modulation qui ajuste la forme d'onde et le signal de sortie en modifiant la largeur d'une série d'impulsions selon un schéma précis. PAM signifie « modulation d'amplitude d'impulsion » ; il s'agit d'une méthode de modulation qui ajuste la valeur et la forme d'onde de sortie en modifiant l'amplitude d'une série d'impulsions selon une règle définie.
3. Quelle est la différence entre un type de tension et un type de courant ?
Le circuit principal d'un convertisseur de fréquence peut être grossièrement divisé en deux catégories : le convertisseur de tension est un convertisseur de fréquence qui convertit le courant continu d'une source de tension en courant alternatif, et le filtrage du circuit continu est assuré par un condensateur ; le convertisseur de courant est un convertisseur de fréquence qui convertit le courant continu d'une source de courant en courant alternatif, avec un filtre de circuit continu et une inductance.
4. Pourquoi la tension et le courant d'un convertisseur de fréquence varient-ils proportionnellement ?
Le couple d'un moteur asynchrone est généré par l'interaction entre le flux magnétique du moteur et le courant traversant le rotor. À la fréquence nominale, si la tension reste constante et que seule la fréquence diminue, le flux magnétique devient excessif, le circuit magnétique sature et, dans les cas les plus graves, le moteur grille. Il est donc nécessaire de modifier la fréquence et la tension proportionnellement. Autrement dit, lors d'une variation de fréquence, la tension de sortie du variateur de fréquence doit être ajustée afin de maintenir un flux magnétique constant dans le moteur et d'éviter les phénomènes de faible magnétisme et de saturation magnétique. Cette méthode de régulation est couramment utilisée dans les variateurs de fréquence à économie d'énergie pour ventilateurs et pompes.
5. Lorsqu'un moteur électrique est entraîné par une source à fréquence industrielle, le courant augmente lorsque la tension chute ; dans le cas d'un entraînement par convertisseur de fréquence, si la tension diminue également lorsque la fréquence diminue, le courant augmente-t-il ?
Lorsque la fréquence diminue (à basse vitesse), si la même puissance est fournie, le courant augmente, mais dans des conditions de couple constant, le courant reste presque inchangé.
6. Quels sont le courant de démarrage et le couple de démarrage du moteur lorsqu'un convertisseur de fréquence est utilisé pour son fonctionnement ?
En utilisant un variateur de fréquence, la fréquence et la tension augmentent proportionnellement à l'accélération du moteur, et le courant de démarrage est limité à moins de 150 % du courant nominal (125 % à 200 % selon le modèle). Un démarrage direct sur secteur engendre un courant 6 à 7 fois supérieur, provoquant des chocs mécaniques et électriques. L'utilisation d'un variateur de fréquence permet un démarrage en douceur (avec un temps de démarrage plus long). Le courant de démarrage est alors de 1,2 à 1,5 fois le courant nominal, et le couple de démarrage de 70 % à 120 % du couple nominal. Pour les variateurs de fréquence dotés d'une fonction d'augmentation automatique du couple, le couple de démarrage dépasse 100 %, permettant un démarrage à pleine charge.
7. Que signifie le mode V/f ?
Lorsque la fréquence diminue, la tension V diminue également proportionnellement, comme expliqué dans la réponse 4. La relation proportionnelle entre V et f est prédéterminée en tenant compte des caractéristiques du moteur, et généralement plusieurs caractéristiques sont stockées dans le dispositif de stockage (ROM) du contrôleur, qui peuvent être sélectionnées à l'aide de commutateurs ou de cadrans.
8. Comment le couple du moteur change-t-il lorsque V et f sont modifiés proportionnellement ?
Lorsque la fréquence diminue et que la tension diminue proportionnellement, la diminution de l'impédance alternative, tandis que la résistance continue reste inchangée, tend à réduire le couple au sol généré à basse vitesse. Par conséquent, pour un rapport V/f donné à basse fréquence, il est nécessaire d'augmenter légèrement la tension de sortie afin d'obtenir un couple de démarrage suffisant. Cette compensation est appelée démarrage assisté. Différentes méthodes permettent d'y parvenir, notamment le fonctionnement automatique, la sélection du mode V/f ou le réglage du potentiomètre.
9. N'y a-t-il pas de puissance de sortie en dessous de 6 Hz, alors que le manuel indique une plage de vitesse de 60 à 6 Hz, soit un rapport de 10:1 ?
La puissance peut toujours être fournie en dessous de 6 Hz, mais compte tenu de l'échauffement et du couple de démarrage du moteur, la fréquence de fonctionnement minimale est d'environ 6 Hz. À ce régime, le moteur peut fournir son couple nominal sans surchauffe importante. La fréquence de sortie réelle (fréquence de démarrage) du convertisseur de fréquence varie de 0,5 à 3 Hz selon le modèle.
10. Est-il possible d'exiger un couple constant pour les combinaisons de moteurs générales au-dessus de 60 Hz ?
En général, cela n'est pas possible. Lorsque la tension reste constante au-dessus de 60 Hz (et il existe également des modes au-dessus de 50 Hz), la puissance est généralement constante. Si le même couple est requis à haute vitesse, il convient de choisir avec soin le moteur et la puissance de l'onduleur.
11. Que signifie « boucle ouverte » ?
Un détecteur de vitesse (DV) est installé sur le moteur afin de transmettre la vitesse réelle au dispositif de commande ; on parle alors de « boucle fermée ». Sans DV, on parle de « boucle ouverte ». Les convertisseurs de fréquence universels fonctionnent généralement en boucle ouverte, mais certains modèles proposent également l’option d’un DV.
12. Que faut-il faire lorsque la vitesse réelle diffère de la vitesse donnée ?
En mode boucle ouverte, même si le convertisseur de fréquence délivre une fréquence donnée, la vitesse du moteur varie dans la plage du taux de glissement nominal (1 % à 5 %) en charge. Pour les applications exigeant une grande précision de régulation de vitesse et nécessitant un fonctionnement proche de la vitesse cible même en cas de variations de charge, un convertisseur de fréquence avec fonction de rétroaction PG (en option) peut être utilisé.
13. Si un moteur avec PG est utilisé pour la rétroaction, la précision de la vitesse peut-elle être améliorée ?
Le convertisseur de fréquence avec fonction de rétroaction PG offre une précision accrue. Cependant, la précision de la vitesse dépend de la précision du PG lui-même et de la résolution de la fréquence de sortie du convertisseur.
14. Que signifie la fonction de prévention du calage ?
Si le temps d'accélération est trop court et que la fréquence de sortie du convertisseur de fréquence varie beaucoup plus que la vitesse (fréquence angulaire électrique), le convertisseur se déclenche et s'arrête en raison d'une surintensité : c'est le phénomène de calage. Pour éviter que le moteur ne continue de fonctionner malgré le calage, il est nécessaire de mesurer l'intensité du courant pour la régulation de fréquence. Lorsque le courant d'accélération est trop élevé, il faut réduire la vitesse d'accélération en conséquence. Le même principe s'applique à la décélération. La combinaison de ces deux mécanismes constitue la fonction de contrôle du calage.
15. Quelle est la signification des modèles avec un temps d'accélération et un temps de décélération donnés séparément, et des modèles avec un temps d'accélération et un temps de décélération donnés conjointement ?
L'accélération et la décélération peuvent être spécifiées séparément pour différents types de machines, ce qui convient aux accélérations brèves, aux décélérations lentes ou aux situations où un temps de cycle de production strict est requis pour les petites machines-outils. Cependant, dans des cas comme celui de la transmission par ventilateur, les temps d'accélération et de décélération sont relativement longs ; il est alors possible de les spécifier simultanément.
16. Qu'est-ce que le freinage régénératif ?
Si la fréquence de commande est réduite pendant le fonctionnement du moteur électrique, celui-ci deviendra un générateur asynchrone et fonctionnera comme un frein, ce que l'on appelle le freinage régénératif (électrique).
17. Qu'est-ce que le retour d'énergie d'un ascenseur ?
Convertir le courant continu inutilisé de l'ascenseur en courant alternatif exploitable. Ce courant alternatif converti est simultanément réinjecté dans le réseau local autour de l'ascenseur pour être réutilisé.