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CINQ ÉTAPES SIMPLES POUR UNE CONCEPTION DE COMMANDE DE MOTEUR EFFICACE

Les premières étapes de la conception d'une nouvelle installation de moteur électrique peuvent s'avérer importantes. Toutefois, il faut avoir à l’esprit qu’une commande de moteur optimale signifie la meilleure conception électrique possible, afin de réduire les coûts d'installation et de fonctionnement. 

Les schémas ci-dessous donnent une représentation générique de l'équipement nécessaire à l'installation d'un moteur électrique:

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Chacun de ces quatre cadres contient les éléments qui se connectent aux autres. En tant que concepteur, il est important d'identifier les circuits dans les trois blocs précédents le moteur, qui fourniront le fonctionnement moteur optimum basé sur les exigences d'application, réduiront les coûts d'installation et limiteront au maximum l'impact environnemental du fonctionnement moteur sur l'alimentation électrique et les charges parallèles. En plaçant la commande de moteur au cœur de vos préoccupations, vous obtiendrez une conception électrique optimale!

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Voici cinq étapes clés pour développer une commande de moteur efficace qui prend en compte chaque aspect:

ÉTAPE 1. Analyse de "l'application"

"L'application" fait référence à la charge (par exemple, différentes applications industrielles, telles que les pompes, les ventilateurs, les convoyeurs, etc.) et à ses caractéristiques opérationnelles. Elle se caractérise par sa relation avec la vitesse et l'inertie. Différentes applications présentent différentes formes de couple, par exemple, quadratique, linéaire, constant et décroissant. L'inertie peut également restreindre l'utilisation de commandes de moteur spécifiques dans certaines applications.

En effet, "l'application" définit la charge, la vitesse, l'accélération, la décélération et le rapport cyclique du moteur. Chaque processus industriel ayant différentes exigences d'application concernant le démarrage, l'arrêt, le contrôle de vitesse et la synchronisation  la première étape que vous devez effectuer consiste toujours à réaliser une évaluation complète pour vous assurer que vous avez bien défini l'application. 

ÉTAPE 2. Sélection de la commande de moteur

Après avoir étudié les contraintes et les exigences de l'application, l'étape suivante consiste à se concentrer sur une solution économique pour la commande de moteur. Il est important de savoir que les solutions pour faibles et moyennes tensions diffèrent selon l'application.

A ce stade, trois options sont possibles

  1. Commande électromécanique par contracteurs
  2. Démarrage progressif - Démarreur électronique
  3. Variation de vitesse avec Variateur de Vitesse

Pour faire simple, si l'exigence vise le contrôle de vitesse, la synchronisation avec d'autres processus, ou si l'économie d'énergie est une considération primordiale, alors les variateurs de vitesse offriront la solution la plus appropriée. Sinon, l'objectif principal sera la protection des moteurs au démarrage. Les démarrages moteur fréquents, les réseaux faibles requièrent une solution de démarrage progressif. Pendant la phase de conception, cela peut coûter plus cher que le choix d’un contacteur simple ou un disjoncteur, mais à long terme, vous amortirez les coûts en économisant sur l'entretien, en réduisant le risque de surcharge (pointe magnétisante) et en contrôlant l’état thermique du moteur pendant le démarrage.

En fin de compte, les démarreurs électroniques de moteur classiques fournissent les coûts d'intégration les plus bas et sont adaptés à la plupart des cas.

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Les démarreurs progressifs Schneider Altistart® 48 offrent un démarrage progressif électronique avancé et des performances de ralentissement progressif au moyen d'un système de contrôle de couple exclusif (TCS). En contrôlant le couple moteur, l'ALTISTART 48 fournit un contrôle et une protections améliorés pour une large gamme d'applications.

ÉTAPE 3. Protection moteur intégrée

Votre moteur et votre installation requièrent une protection, par relais de protection ou par un variateur de vitesse. L'important encore une fois ici est d'identifier le besoin réel afin d'éviter l'excès de développement. La plupart des moteurs requièrent une protection simple, par exemple contre la surcharge et les défauts de masse et de phase. Cela peut être obtenu simplement avec des transformateurs de courant. Pour les moteurs plus critiques, les transformateurs de tension permettent de surveiller l'alimentation, la fréquence et les sous-tensions et surtensions. Cette solution plus coûteuse, requiert un travail d'installation plus poussé. Les options de protection encore plus avancées incluent la protection moteur différentielle, qui fournit une protection sensible contre les défauts de phase interne-phase et phase interne-mise à la terre.

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Les relais de surcharge thermiques Schneider LRD sont conçus pour protéger les circuits c.a. contre les surcharges, la coupure de phase, les longs temps de démarrage et les blocages prolongés du moteur.

ÉTAPE 4. Qualité de puissance garantie

La qualité de la puissance a un impact direct sur la charge des moteurs. 

Les harmoniques, ainsi que le facteur de puissance devront être pris en compte lors de la conception de votre installation. Tous deux affectent la commande du moteur.

Avec les variateurs de vitesse, il est essentiel de vérifier les harmoniques et avec les démarreurs électroniques, le facteur de puissance.

Les difficultés résultant de la qualité de puissance peuvent ne pas sembler évidentes à première vue, mais lorsqu'elles surgissent, plusieurs types d'équipement sont affectés. Vous pouvez envisager plusieurs solutions.

Par exemple, les filtres actifs permettent de gérer les harmoniques sur un groupe de variateurs de vitesse avec un ThDi < 5%. Les filtres passifs sont moins efficaces (15% de ThDi) et plus économiques.

Vous pouvez également sélectionner des variateurs à faibles harmoniques, particulièrement pour les fortes puissances (>110KW), et régler le problème à la source.

Pour l'amélioration du facteur de puissance, les batteries de condensateurs offrent la solution la plus efficace.

ÉTAPE 5. Surveillance et gestion des ressources moteur

La supervision du moteur et de la charge de manière proactive contribuent à empêcher les pannes, éviter l'entretien curatif et les arrêts de la production.

Les solutions de maintenance prédictive incluent la surveillance des vibrations, l'état de l'isolation, le contrôle du moteur et de la charge au moyen de mesures de courant et de tension.

Le plus important est de connecter tous les capteurs appropriés au système de contrôle et d'acquisition de données (SCADA), ainsi les utilisateurs reçoivent une alerte préventive sur les éventuels dysfonctionnements qui peuvent se développer, et planifier ainsi les interventions.

Des variateurs orientés services peuvent également se charger de cette surveillance.

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En offrant une intelligence en temps réel et une surveillance de l'état de l'équipement, les variateurs de vitesse Altivar garantissent le fonctionnement des applications à un niveau d'efficacité optimal tout le temps. 

 

Innovative product and technology marketeer, enthusiastic writer and translator, and author of the ultimately underwhelming blog "Oneday711": technology, travel, sport. Particularly interested in the impact innovation has on our lives - good and bad.
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