Quelle est la raison d'utiliser des onduleurs au lieu de transformateurs en circuit ouvert dans les applications de variateurs de fréquence

Dans les applications de variateur de fréquence (VFD), l'utilisation d'un onduleur au lieu d'un transformateur à circuit ouvert (également appelé transformateur linéaire) est préférée pour plusieurs raisons. Voici les principales raisons :

1. Fréquence de sortie ajustable

Onduleur : Un onduleur peut générer une alimentation en courant alternatif avec une fréquence variable, qui est la fonction centrale d'un VFD. En ajustant la fréquence de sortie, la vitesse et le couple du moteur peuvent être contrôlés avec précision.

Transformateur à circuit ouvert : Un transformateur à circuit ouvert ne peut fournir qu'une sortie à fréquence fixe, généralement correspondant à la fréquence du réseau (50 Hz ou 60 Hz), et ne peut pas ajuster la fréquence.

2. Efficacité supérieure

Onduleur : Les onduleurs fonctionnent avec des dispositifs de commutation efficaces (comme les IGBT) et peuvent atteindre une haute efficacité, souvent dépassant 95 %.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert subissent des pertes ferromagnétiques et des pertes cuivre, en particulier à charge légère ou sans charge, ce qui entraîne une efficacité inférieure.

3. Courant de démarrage réduit

Onduleur : Les onduleurs peuvent contrôler le courant de démarrage pendant le démarrage du moteur, évitant ainsi de fortes pointes de courant. Cela aide à prolonger la durée de vie du moteur et à réduire l'impact sur le réseau électrique.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert ne peuvent pas contrôler le courant de démarrage, ce qui entraîne des courants de démarrage importants qui peuvent causer des chutes de tension dans le réseau et interférer avec d'autres équipements.

4. Réponse dynamique rapide

Onduleur : Les onduleurs ont des capacités de réponse dynamique rapides, leur permettant d'ajuster rapidement la sortie pour s'adapter aux changements de charge. Ceci est crucial pour les applications nécessitant une réponse rapide.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert ont des réponses dynamiques plus lentes et ne peuvent pas s'adapter rapidement aux changements de charge.

5. Fonctions de protection riches

Onduleur : Les onduleurs sont généralement équipés de multiples fonctions de protection, telles que la protection contre les surcharges, la protection contre les courts-circuits et la protection contre la surchauffe, assurant un fonctionnement sûr du système.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert ont des fonctions de protection limitées et nécessitent souvent des dispositifs de protection externes.

6. Suppression des harmoniques

Onduleur : Les onduleurs modernes incluent souvent des filtres harmoniques qui suppriment efficacement les harmoniques, réduisant la pollution du réseau.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert ne peuvent pas supprimer efficacement les harmoniques, ce qui peut dégrader la qualité du réseau.

7. Flexibilité et programmabilité

Onduleur : Les onduleurs offrent une grande flexibilité et programmabilité, permettant la mise en œuvre de fonctions complexes par le biais des paramètres de réglage et de la programmation, comme le contrôle multi-vitesse et la régulation PID.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert ont des fonctionnalités limitées et ne peuvent pas réaliser un contrôle et une régulation complexes.

8. Taille et poids

Onduleur : Les onduleurs sont généralement plus petits et plus légers, facilitant leur installation et leur maintenance.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert sont plus grands et plus lourds, rendant l'installation et la manipulation plus difficiles.

9. Rentabilité

Onduleur : Bien que l'investissement initial puisse être plus élevé, l'efficacité élevée et les économies d'énergie des onduleurs peuvent conduire à des économies significatives à long terme, offrant une bonne rentabilité.

Transformateur à circuit ouvert : Les transformateurs à circuit ouvert ont un coût initial plus faible, mais leur efficacité inférieure et leurs coûts de maintenance plus élevés entraînent des coûts d'exploitation plus élevés à long terme.

Résumé

Dans les applications VFD, les onduleurs offrent de nombreux avantages par rapport aux transformateurs à circuit ouvert, notamment une fréquence de sortie ajustable, une efficacité élevée, un courant de démarrage réduit, une réponse dynamique rapide, des fonctions de protection riches, une suppression des harmoniques, une flexibilité et une programmabilité, une taille et un poids réduits, et une bonne rentabilité. Ces avantages font des onduleurs le choix privilégié pour les applications VFD.