Le fournisseur d'unités de freinage à convertisseur de fréquence rappelle qu'avec la croissance continue de la demande dans le secteur de la construction en Chine, l'utilisation des grues est devenue très fréquente. L'application de la technologie de régulation de vitesse par convertisseur de fréquence dans divers mécanismes de transmission des grues à tour est pratiquée en Chine depuis près de 10 ans. Bien que certaines applications concluantes aient été réalisées et que de nombreux mécanismes de levage à convertisseur de fréquence fonctionnent désormais normalement sur les chantiers, l'application de cette technologie aux grues à tour n'a pas encore atteint un niveau de maturité comparable à celui d'autres secteurs. Cependant, les convertisseurs de fréquence sont aujourd'hui devenus indispensables aux grues. Voici 10 raisons d'utiliser la régulation de vitesse par variateur de fréquence pour illustrer les principes de base de l'utilisation des variateurs de fréquence dans les grues :
(1) Contrôler le courant de démarrage du moteur
Lorsqu'un moteur est démarré directement à la fréquence du réseau, il génère un courant 7 à 8 fois supérieur à son courant nominal. Cette intensité augmente considérablement les contraintes électriques sur l'enroulement du moteur et génère de la chaleur, réduisant ainsi sa durée de vie. La régulation de vitesse à fréquence variable permet un démarrage à l'arrêt et à tension nulle (le couple pouvant être augmenté en conséquence). Une fois la relation entre la fréquence et la tension établie, le convertisseur de fréquence peut piloter la charge en mode de contrôle V/F ou vectoriel. L'utilisation d'une régulation de vitesse à fréquence variable permet de réduire considérablement le courant de démarrage et d'améliorer la tenue en tension de l'enroulement. Le principal avantage pour l'utilisateur est la réduction des coûts de maintenance et l'augmentation de la durée de vie du moteur.
(2) Réduire les fluctuations de tension dans les lignes électriques
Lors du démarrage d'un moteur à la fréquence du réseau, la tension fluctue considérablement tandis que le courant augmente fortement. L'amplitude de la chute de tension dépend de la puissance du démarreur et de la capacité du réseau de distribution. Cette chute de tension peut entraîner des dysfonctionnements, voire le déclenchement, des équipements sensibles à la tension sur le même réseau. L'utilisation de contacteurs peut alors engendrer des erreurs de fonctionnement. L'adoption d'une régulation de vitesse à fréquence variable, permettant un démarrage progressif à fréquence et tension nulles, permet de minimiser la chute de tension.
(3) Puissance réduite requise au démarrage
La puissance d'un moteur est directement proportionnelle au produit du courant et de la tension. Par conséquent, la puissance consommée par un moteur démarrant directement à la fréquence du réseau sera bien supérieure à celle requise pour un démarrage à fréquence variable. Dans certaines conditions de fonctionnement, le réseau de distribution électrique atteint sa limite maximale et la surtension générée par le démarrage direct à fréquence du réseau peut avoir un impact important sur les autres équipements du même réseau, entraînant des avertissements, voire des amendes, de la part du gestionnaire de réseau. L'utilisation d'un variateur de fréquence pour le démarrage et l'arrêt du moteur permet d'éviter ces problèmes.
(4) Fonction d'accélération contrôlable
La régulation de vitesse à fréquence variable permet un démarrage à l'arrêt et une accélération progressive selon les besoins de l'utilisateur. La courbe d'accélération est sélectionnable (linéaire, en S ou automatique). À l'inverse, un démarrage à fréquence secteur engendre de fortes vibrations du moteur et des pièces mécaniques associées, comme les arbres et les engrenages. Ces vibrations accentuent l'usure mécanique et réduisent la durée de vie des composants et du moteur. Par ailleurs, le démarrage à fréquence variable peut également être utilisé sur des lignes de remplissage similaires afin d'éviter le renversement et l'endommagement des bouteilles.
(5) Vitesse de fonctionnement réglable
L'utilisation d'une régulation de vitesse multi-étages à fréquence variable permet d'optimiser le processus et de s'adapter rapidement à ses besoins. Les variations de vitesse peuvent également être obtenues par automate programmable ou autre contrôleur.
(6) Limite de couple réglable
Après la régulation de vitesse par variation de fréquence, des limites de couple peuvent être définies afin de protéger la machine contre les dommages, garantissant ainsi la continuité du processus et la fiabilité du produit. La technologie de conversion de fréquence actuelle permet non seulement des limites de couple ajustables, mais aussi un contrôle de couple de haute précision. En mode fréquence du réseau, le moteur ne peut être contrôlé que par la détection du courant ou par la protection thermique, et il est impossible de définir des valeurs de couple précises comme avec la régulation par variation de fréquence.
(7) Méthode d'arrêt contrôlé
Tout comme pour l'accélération pilotée, la régulation de vitesse à fréquence variable permet également de contrôler le mode de freinage. Différents modes sont disponibles (décélération en stationnement, stationnement libre, freinage par courant continu). De même, elle réduit l'impact sur les composants mécaniques et les moteurs, ce qui améliore la fiabilité du système et prolonge sa durée de vie.
(8) Économies d'énergie
Économies d'énergie : Lors des phases de démarrage, de freinage, d'accélération et de décélération avec régulation de vitesse à fréquence variable, le courant de fonctionnement du moteur est faible. Dans les mêmes conditions de production, la consommation d'électricité et les coûts de maintenance sont environ 20 % plus efficaces qu'avec un moteur à fréquence industrielle.
(9) Commande de fonctionnement réversible
Pour obtenir une commande réversible dans un convertisseur de fréquence, aucun dispositif de commande réversible supplémentaire n'est nécessaire. Seule la séquence de phase de la tension de sortie doit être modifiée, ce qui permet de réduire les coûts de maintenance et de gagner de la place.
(10) Réduire les composants de transmission mécanique
Grâce au convertisseur de fréquence à commande vectorielle associé à un moteur synchrone, un couple de sortie efficace peut être obtenu, ce qui permet d'économiser des composants de transmission mécanique tels que la boîte de vitesses et de former finalement un système de transmission à conversion de fréquence directe, ce qui permet de réduire les coûts et l'espace, et d'améliorer la stabilité.
La commande par variateur de fréquence améliore non seulement la durée de fonctionnement en toute sécurité des équipements de levage, mais réduit également considérablement les coûts de maintenance et la pénibilité du travail. Par conséquent, l'application de la technologie de régulation de vitesse par variateur de fréquence aux grues permet d'améliorer l'efficacité du travail, de réduire la consommation d'énergie et de garantir la sécurité des opérations.