Les fournisseurs de systèmes de freinage rappellent que les convertisseurs de fréquence et les moteurs sont des appareils électriques de forte puissance. Lorsqu'un courant circule dans un circuit, la présence d'une résistance engendre, conformément à la loi de Joule, un effet thermique et génère de la chaleur. Les courants de forte puissance sont souvent relativement élevés, ce qui peut provoquer un échauffement. En général, on considère que la chaleur ressentie au toucher est négligeable. Si elle est importante, il convient d'intervenir rapidement.
Veillez à la justesse de la sélection.
Le moteur est l'élément central du fonctionnement d'un équipement et la source d'énergie pour la quasi-totalité des charges. Lors du choix d'un moteur, il est essentiel de prendre en compte le couple et la puissance requis par la charge afin de sélectionner la puissance et le couple moteur appropriés. Un moteur sous-dimensionné serait comparable à un petit cheval tirant un véhicule lourd : il fonctionnerait alors en surcharge et générerait une chaleur excessive.
De même, si les spécifications du convertisseur de fréquence sont également choisies comme étant faibles, le convertisseur de fréquence générera tout de même une chaleur importante s'il laisse passer des courants supérieurs au courant nominal pendant une longue période, et des problèmes surviendront rapidement, pouvant entraîner une panne.
Le choix étant trop restreint, nous n'avons d'autre choix que de le remplacer par un modèle plus grand. C'est une exigence impérative et il n'y a pas d'alternative. Il faut régler le problème rapidement. Même s'il faut démonter l'appareil actuel et le vendre d'occasion, il est préférable de continuer à l'utiliser. En effet, tout problème entraînant des retards de production, des explosions ou des incendies dus à la surchauffe ou à d'autres incidents serait très problématique.
Certaines charges peuvent ne pas paraître lourdes, mais elles impliquent des démarrages et des arrêts fréquents, ce qui nécessite également une amplification de puissance pour être utilisées, sinon elles seront toujours confrontées aux problèmes mentionnés ci-dessus.
Problèmes liés à l'équipement et à la charge
En cas d'anomalie au niveau de l'équipement mécanique ou de la charge, comme une détérioration des engrenages ou des roulements du mécanisme de transmission, la résistance et la puissance du moteur augmentent. Dans certains cas graves, le moteur peut caler et le courant devenir très élevé. Bien que la plupart des convertisseurs de fréquence soient protégés contre les surcharges et les surintensités, provoquant un arrêt d'urgence, certains, dans des conditions critiques ou si leurs paramètres de protection sont mal paramétrés, peuvent encore engendrer des phénomènes anormaux tels qu'une surchauffe. Dans ce cas, il est impératif de commencer par examiner l'équipement mécanique et la charge pour résoudre le problème.
Par exemple, le variateur de fréquence commande certaines pompes de transfert de liquides ou certains ventilateurs d'alimentation en air. Des canalisations sales ou déformées peuvent engendrer une résistance élevée et provoquer une surintensité dans le moteur et le variateur. Il est donc nécessaire de les nettoyer et de les entretenir rapidement.
Problèmes avec le convertisseur de fréquence et le moteur lui-même
Si le moteur est utilisé pendant une longue période, il est possible que son isolation soit défaillante ou que ses roulements soient grippés, ce qui peut entraîner une surintensité et une forte chaleur. Il se peut également que la connexion entre le moteur et la charge soit usée, ou que le moteur présente un déséquilibre triphasé, des fixations desserrées, etc., autant de facteurs susceptibles de provoquer des bruits anormaux et une surchauffe.
Le vieillissement de certains composants du convertisseur de fréquence, l'écart entre les paramètres vectoriels et l'adaptation du moteur, le réglage excessif de paramètres tels que l'augmentation du couple, un temps d'accélération et de décélération court et une faible fréquence porteuse du convertisseur de fréquence peuvent tous entraîner un échauffement simultané du moteur et du convertisseur de fréquence.
Le câble reliant le moteur au convertisseur de fréquence ne doit généralement pas être trop long, sous peine d'entraîner une atténuation et une distorsion du signal. Si son utilisation est nécessaire, un convertisseur de fréquence dédié et une inductance supplémentaire doivent être employés.
Dans certaines situations où un freinage rapide est nécessaire, il est indispensable de sélectionner les résistances et les unités de freinage appropriées en fonction de la puissance de freinage.
Travail à long terme en état de basse fréquence
Il est généralement déconseillé de concevoir un moteur pour fonctionner à une fréquence inférieure à 8 Hz, même avec des convertisseurs de fréquence à commande vectorielle ; une telle utilisation doit être évitée autant que possible. Ceci est principalement dû à une forte distorsion du signal à basses fréquences, trop éloignée de la sinusoïde, ce qui entraîne de mauvaises performances du moteur, une atténuation importante du couple et un échauffement. L'objectif peut être atteint en augmentant le rapport de transmission, puis en élevant la fréquence de sortie du convertisseur.
S'il est nécessaire de fonctionner à basse fréquence pendant une période prolongée, un moteur à fréquence variable dédié peut être utilisé, ou le moteur peut être refroidi par refroidissement à air forcé, voire par refroidissement à eau.
Optimiser l'environnement d'utilisation
Auparavant, en raison de la conjoncture économique défavorable, de nombreuses petites usines ne concevaient pas de salles de contrôle indépendantes. Même lorsqu'elles en possédaient, elles n'y installaient pas la climatisation. Aujourd'hui, grâce à une conjoncture plus favorable, il est tout à fait possible d'installer des variateurs de fréquence et autres composants dans des systèmes de contrôle climatisés. Ainsi, la température du variateur de fréquence est optimale, ce qui réduit le risque de surchauffe et prolonge sa durée de vie grâce à une diminution de la poussière et d'autres facteurs. Au final, il s'agit d'un investissement relativement rentable.