Différence entre un démarreur progressif et un VFD (Variateur de fréquence)
Les variateurs de fréquence (VFD) et les démarreurs progressifs sont des types distincts de dispositifs de démarrage de moteurs, bien que l'utilisation de composants semi-conducteurs dans les deux cas puisse souvent causer confusion. Bien que les deux permettent un démarrage et un arrêt en toute sécurité des moteurs à induction, ils diffèrent considérablement en termes de principes de fonctionnement, de fonctionnalités et d'avantages d'application.
Les VFD régulent à la fois la tension et la fréquence pour contrôler dynamiquement la vitesse du moteur, ce qui est adapté aux scénarios de charge variable. Les démarreurs progressifs, en revanche, utilisent une rampe de tension pour limiter le courant de démarrage sans ajuster la vitesse après l'activation. Cette différence fondamentale définit leurs rôles : les VFD excelle dans les applications sensibles à la vitesse et économes en énergie, tandis que les démarreurs progressifs offrent un démarrage économique et simplifié pour les moteurs à vitesse fixe.
Avant de s'attarder sur les différences entre les VFD et les démarreurs progressifs, il est essentiel de définir un démarreur de moteur.
Démarreur de Moteur
Un démarreur de moteur est un dispositif crucial conçu pour initier et interrompre en toute sécurité le fonctionnement d'un moteur à induction. Lors du démarrage, un moteur à induction consomme un courant de démarrage important - environ 8 fois son courant nominal - en raison de la faible résistance des enroulements. Cette poussée peut endommager les enroulements internes, réduire la durée de vie du moteur ou même provoquer sa surchauffe.
Les démarreurs de moteur atténuent ce risque en réduisant le courant de démarrage, protégeant le moteur contre les contraintes mécaniques (par exemple, les à-coups soudains) et les dommages électriques. Ils facilitent également les arrêts en toute sécurité et incluent souvent des protections intégrées contre les tensions basses et les surintensités, ce qui en fait des éléments indispensables pour un fonctionnement fiable du moteur.
Démarreur Progressif
Un démarreur progressif est un démarreur de moteur spécialisé qui réduit le courant de démarrage en diminuant la tension fournie au moteur. Il utilise des thyristors semi-conducteurs pour contrôler la tension :
Le thyristor comporte trois bornes : anode, cathode et grille. Le flux de courant est bloqué jusqu'à ce qu'une impulsion de tension soit appliquée à la grille, ce qui déclenche le thyristor et permet au courant de passer. La quantité de courant ou de tension régulée par le thyristor est contrôlée en ajustant l'angle de conduction de la signalisation de la grille - ce mécanisme réduit le courant de démarrage fourni au moteur lors du démarrage.
Lors du démarrage du moteur, l'angle de conduction est réglé pour fournir une faible tension, qui augmente progressivement à mesure que le moteur accélère. Lorsque la tension atteint la tension nominale, le moteur atteint sa vitesse nominale. Un contacteur de contournement est généralement utilisé pour fournir directement la tension nominale pendant le fonctionnement normal.
Lors de l'arrêt du moteur, le processus est inversé : la tension est graduellement réduite pour décélérer le moteur avant de couper l'alimentation. Puisqu'un démarreur progressif ne modifie la tension d'alimentation que pendant le démarrage et l'arrêt, il ne peut pas ajuster la vitesse du moteur pendant le fonctionnement normal, limitant ainsi son utilisation aux applications à vitesse constante.
Les principaux avantages des démarreurs progressifs incluent :
VFD (Variateur de Fréquence)
Un variateur de fréquence (VFD) est un démarreur de moteur basé sur des semi-conducteurs qui permet un démarrage et un arrêt en toute sécurité tout en offrant un contrôle total de la vitesse pendant le fonctionnement. Contrairement aux démarreurs progressifs, les VFD régulent à la fois la tension d'alimentation et la fréquence. Comme la vitesse d'un moteur à induction est directement liée à la fréquence d'alimentation, les VFD sont idéaux pour les applications nécessitant un ajustement dynamique de la vitesse.
Un VFD se compose de trois circuits principaux : un redresseur, un filtre continu et un inverseur. Le processus commence par le redresseur convertissant la tension alternative en continue, qui est ensuite lissée par le filtre continu. Le circuit inverseur transforme ensuite la tension continue stable en alternative, avec son système de commande logique permettant un ajustement précis de la tension et de la fréquence de sortie. Cela permet au moteur de monter en vitesse de manière fluide de 0 tr/min à sa vitesse nominale - et même au-delà en augmentant la fréquence - offrant un contrôle complet sur les caractéristiques couple-vitesse du moteur.
En variant la fréquence d'alimentation, un VFD permet un ajustement dynamique de la vitesse pendant le fonctionnement, ce qui en fait un choix idéal pour les applications nécessitant une modulation en temps réel de la vitesse. Par exemple, les ventilateurs qui ajustent leur vitesse en fonction de la température et les pompes à eau qui répondent à la pression d'eau entrante. Puisque le couple du moteur est directement proportionnel à la fois au courant d'alimentation et à la tension, la capacité du VFD à réguler ces deux paramètres permet un contrôle fin du couple.
Contrairement aux démarreurs traditionnels comme DOL (direct-on-line) et les démarreurs progressifs - qui ne peuvent faire fonctionner le moteur qu'à pleine vitesse ou l'arrêter - les VFD optimisent la consommation d'énergie en permettant au moteur de fonctionner à des vitesses programmées. Cependant, cette polyvalence a ses inconvénients : les VFD génèrent des harmoniques, nécessitant des filtres supplémentaires, et leur circuit complexe (composé de redresseurs, de filtres et d'inverseurs) entraîne une taille plus grande et un coût plus élevé - généralement trois fois celui d'un démarreur progressif.
