Forums de VOLTA-Electricité

Bonjour,

Quel est la plage de vitesse admissible des moteurs triphasé en général avec un variateur de fréquence?

Les moteurs peuvent-ils tous aller à 3000 t/min quelque que soit le nombre de pôle en modulant le fréquence (aux capacités des roulements près)?

A partir de quel pourcentage de vitesse inférieur doit-on installer un refroidissement auxiliaire - ou installer une sonde thermique relié au variateur?

Merci par avance.

Christophe

hello,

loin d'être un expert en machines, voici quelques éléments que je sais qui pourront apporter quelques éléments de réponse.

Je suppose qu'on parle ici de machines asynchrones à rotor à cage de faible puissance (< 500 kW). ça n'était précisé.

Les variateurs de fréquences sont généralement conçus de façon à respecter les 2 spécifications suivantes :

• 1. couple maximum constant quelque soit la fréquence
  2. démarrage à couple constant dans la partie linéaire de la caractéristique du couple

Il en résulte que la tension appliquée par le variateur de fréquence est proportionnelle à la vitesse (U = Un · f'/f), sauf pour les très faibles vitesses où une petite correction est faite due à l'importance de la résistance statorique.

Ainsi, on peut avoir sans refroidissement auxiliaire une vitesse inférieure ou égale (au glissement près) à la vitesse de synchronisme (n = f·p). Si on suit ce raisonnement, pour aller plus vite, avec une fréquence supérieure à 50Hz (ou 60 Hz suivant les pays), il faudrait une tension supérieure à 1 p.u. À ce moment là, il faudrait vérifier que la hausse de température générée par les pertes n'excède pas la classe d'isolation du moteur. Et ceci permet de dire s'il faut un système de refroidissement auxiliaire ou non.

De plus les variateurs de fonctions sont des convertisseurs de type "buck" où la tension peut être régulée de 0 à 1 p.u. Si on voudrait aller de 0 à plus que 1 p.u. il faudrait un convertisseur de type "buck-boost" ce qui ne se fait pas vraiment, mais rien n'empêche de concevoir soit même son propre variateur de fréquence.

L'autre façon d'éviter ce problème en survitesse serait de sacrifier le couple, mais à ce moment là, est-ce raisonnable ? Il faut voir les exigences imposées par la charge à entraîner et veiller à toujours les respecter quelque soit la vitesse de la machine.

Voilà pour ce que je sais.

A+

abaddon

Bonjour,

En ce qui me concerne je ne suis pas très fort en formules donc je me contenterai de vous dire ce que je vois couramment dans l'industrie.

On monte très souvent au delà des 50 Hz nominal notamment dans le convoyage ou il faut très souvent une sur vitesse d'un convoyeur par rapport à un autre. On peut donc allez de 50 à 80 Hz sans trop de soucis si le moteur ou le motoréducteur était correctement dimensionné au départ. On dépasse rarement les 80 Hz parce que après, ça siffle, ça chauffe et le couple s'effondre, donc si on est obligé de monter à ces fréquences c'est qu'il y a eu un problème de conception. Cela dit avec un bon moteur on peut y monter sans craindre l'explosion :D J'ai personnelement fait des essais avec du Leroy Somer (moteur+variateur) à 120 Hz et ça tourne ! certes ça siffle mais ça tourne

Au niveau du refroidissement en basse vitesse ça dépend de pas mal de paramètres dont le temps de marche et la charge. Si le moteur a le temps de refroidir entre deux cycles ou si il ne force pas beaucoup on peut s'en passer. Si par contre on tourne en régime continu a disons moins de 10 Hz ou si on travaille en régulation de couple par exemple, ça peut s'imposer. Maintenant là aussi si on est obligé de tomber à des fréquences extrêmement basses sur une application "normale' cela signifie probablement que la conception mécanique n'est pas très bonne.

Pour ce qui est la PTC ou sonde thermique elle peut avoir sont utilité quelque soit l'utilisation car c'est une protection supplémentaire et la plupart des variateurs du commerce savent gérer cette information facilement avec des bornes prévues pour en standard.

JC

Bonjour,
Il faut bien distinguer ce que vous pouvez faire vous-même et ce qui nécessite un étude du constructeur.

cls a écrit :
Quel est la plage de vitesse admissible des moteurs triphasé en général avec un variateur de fréquence?

On admet généralement une plage de 5 à 70Hz pour des moteurs standard.

cls a écrit :

Les moteurs peuvent-ils tous aller à 3000 t/min quelque que soit le nombre de pôle en modulant le fréquence (aux capacités des roulements près)?

Les rotors étant tous identiques, ils peuvent supporter 3600 tr (correspondant à 2 pôles 60Hz). Il faut bien sûr vérifier les roulements.

cls a écrit :
A partir de quel pourcentage de vitesse inférieur doit-on installer un refroidissement auxiliaire - ou installer une sonde thermique relié au variateur?

Tout dépend du type de fonctionnement. Pour un fonctionnement continu avec un couple proche du maxi la marge n'est pas bien grande, 10% maxi. Après, cela dépend du "travail" réel du moteur, et c'est là toute la difficulté.
Il ne faut pas oublier que travailler à couple constant signifie intensité constante : or l'échauffement du moteur dépend de l'intensité absorbée, et non pas de la puissance développée.le hic, c'est que la ventilation est en kN²; ce qui veut dire que si le couple est constant, à -10% en vitesse on est à 100% de l'échauffement à vitesse maxi, mais à 81% du refroidissement. Et à 80%, 64% etc.
Le cas est évidemment beaucoup p)lus favorable pour toutes les applications centrifuges :pompes, ventilateurs...

Attention, avec un moteur standard, travailler à plus de 50 Hz n'offre pas grand intérêt dans la plupart des cas. en effet, on travaille à couple constant (U/f constant) jusqu'à la vitesse de synchronisme, et ensuite à tension constante, donc à puissance constante. La courbe vitesse/couple devient "l'hyperbole d'équi-puissance", comme dans un moteur à courant continu série avec shuntage. Ce type de fonctionnement correspond typiquement aux enrouleurs-dérouleurs, ce qui n'est pas un cas général (couple décroissant comme le carré de la vitesse).

En général, si l'on n'est pas à couple maxi, on a une certaine marge qui évite de griller le moteur. Mais il est préférable, dans le cas d'une application permanente, de faire calculer le surdimensionnement adapté aux conditions réelles par le constructeur. il est généralement possible, surtout avec les variateurs à contrôle vectoriel, de retrouver un fonctionnement à couple constant sur toute la plage, mais cela suppose un important déclassement à 50Hz puisque le couple maxi sera obtenu à la vitesse maxi.
Cordialement