Les variateurs de vitesse - Hydro-Quebec

1 Bulletin sur la qualit de l lectricit Les variateurs de vitesseQu est-ce qu un variateur de vitesse ?Un variateur de vitesse est un quipement permettant de faire varier la vitesse d un moteur, une n cessit pour de nombreux proc d s effet, la plupart des moteurs tournent vitesse constante. Pour moduler la vitesse des quipements de proc d , on a longtemps eu recours divers dispositifs m caniques. Aujourd hui, on fait surtout appel des variateurs de vitesse les proc d s industriels exigeant une r gulation pr cise de la vitesse , on a d abord utilis des moteurs courant continu (CC) command s par des variateurs lectroniques semi-conducteurs.

2 Cette technique consistait faire varier la vitesse proportionnellement la tension. tant donn la complexit de l entretien des moteurs CC, les applications r centes n utilisent que rarement ce syst 1 : Variateur de vitesse courant continuDans les premiers variateurs de vitesse lectroniques courant continu, le dispositif de commande utilis tait le thyristor, un dispositif vuln rable aux perturbations du r seau 2 : Variateur de vitesse fr quence variableDepuis, l lectronique de puissance a fait des progr s consid rables et on installe de plus en plus des variateurs de vitesse fr quence variable avec des moteurs courant alternatif.

3 Ces variateurs de vitesse exploitent le plus souvent la modulation de largeur d impulsion (MLI) et les transistors bipolaires grille isol e (IGBT).M0A B C A B CR seau lectrique M30A B C A B CR seau lectriqueQuels sont les inconv nients des variateurs de vitesse pour le r seau lectrique ?Tous les variateurs de vitesse int grant des dispositifs de commutation (diodes, thyristors, IGBT, etc.) forment une charge non lin aire qui engendre des courants harmoniques, sources de distorsion de l onde (chute ou perturbation de la tension) dans le r seau lectrique.

4 Cette d gradation de l onde peut perturber tant les quipements lectriques du client que ceux du r seau lectrique si aucune mesure d immunit n est prise. Par ailleurs, des r sonances harmoniques peuvent galement appara tre entre les variateurs de vitesse et les batteries de effets n fastes peuvent se manifester par la d faillance pr matur e des quipements lectriques (surchauffe des moteurs, des c bles et des transformateurs), par la d gradation de l isolation des moteurs command s ou par l interruption des proc d s (fusibles br l s).Comment immuniser les variateurs de vitesse contre les creux de tension et les harmoniques ?

5 Une collaboration troite est essentielle entre les ing nieurs en lectricit et les sp cialistes des proc d s industriels. D une mani re g n rale, les mesures suivantes contribuent am liorer l immunit des variateurs de vitesse : Optimiser les protections (fusibles ad quats pour la protection de l lectronique de puissance). Choisir judicieusement les r glages (sous-tension, surtension, surintensit , surcharge, red marrage automatique, temps d acc l ration et de d c l ration, etc.). Pr voir des mesures d att nuation (transformateurs tension constante, transformateurs d isolement, r actance de 3 %, alimentation sans coupure [UPS], conditionneurs et r gulateurs de tension) et, dans la mesure du possible, r server des art res distinctes aux variateurs de vitesse .

6 Installer des filtres passifs ou actifs pour r duire l impact des courants et des tensions harmoniques caus s par les variateurs de vitesse et limiter leur propagation dans le reste du r seau lectrique. Consulter des sp cialistes dans le cas de variateurs de vitesse de grande puissance ou de charges non lin aires d passant 20 % de la charge totale de l sont les avantages d un variateur de vitesse correctement utilis ?Le recours aux variateurs de vitesse offre plusieurs avantages : d marrage progressif des moteurs r duisant les chutes de tension dans le r seau et limitant les courants de d marrage ; am lioration du facteur de puissance ; pr cision accrue de la r gulation de vitesse ; prolongement de la dur e de service du mat riel entra n ; diminution de la consommation d lectricit.

7 De nouveaux variateurs de vitesse plus performants peuvent viter l interruption des proc d s en cas de perturbation du r seau de courte dur r sum De nos jours, du fait de l utilisation croissante des variateurs de vitesse dans les proc d s industriels, il est pr f rable de prot ger les installations existantes contre les perturbations lectriques. Les moyens pour assurer l immunit sont plus accessibles et plus de l acquisition de nouveaux variateurs de vitesse , il est fortement recommand de les immuniser suffisamment pour maintenir le bon fonctionnement des quipements en cas de perturbations lectriques.