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Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Transcription © 2

Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Transcription © 2021 Schneider Electric. Tous les droits sont réservés. Toutes les marques déposées fournies sont la propriété de leurs propriétaires respectifs. Slide 1: Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Bienvenue à cette formation sur le rendement énergétique actif grâce au contrôle de la vitesse. Slide 2: Bienvenu Pour de meilleurs résultats de visualisation, nous vous recommandons d'agrandir la fenêtre de votre navigateur maintenant. Les commandes à l'écran vous permettent de naviguer dans l'expérience eLearning. L'utilisation des commandes de votre navigateur peut perturber le déroulement normal du cours. Cliquez sur Ressources pour télécharger des informations supplémentaires sur ce cours. Cliquez sur l'onglet Notes pour lire une transcription de la narration. Slide 3: Objectifs À l'issue de cette formation, vous saurez : identifier les principales méthodes de démarrage d'un moteur ; reconnaître le principe du convertisseur de fréquence et ses avantages ; réaliser d'importantes économies d'énergie à l'aide du contrôle de la vitesse ; réduire la distorsion harmonique générée par le convertisseur de fréquence ; calculer le rendement des investissements dans un variateur de vitesse. Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Transcription © 2021 Schneider Electric. Tous les droits sont réservés. Toutes les marques déposées fournies sont la propriété de leurs propriétaires respectifs. Slide 4: Introduction Un grand nombre de moteurs n'ont que deux positions : marche ou arrêt. Ils fonctionnent à vitesse constante. Si un moteur tournant à vitesse constante entraîne un dispositif ou un processus n'acceptant qu'un niveau de sortie moins élevé, des réglages sont nécessaires pour atteindre le niveau de sortie désiré. Ces réglages s'effectuent souvent en laissant le moteur tourner à plein régime et en utilisant des dispositifs en aval pour bloquer une partie de la sortie. Pour les applications de ventilateurs, nous avons des moteurs générant un débit d'air total, que nous bloquons partiellement avec des registres pour le réduire. Pour les applications de pompes, nous avons des moteurs générant un débit de fluide total, que nous bloquons partiellement avec des registres pour le réduire. Une partie de l'énergie utilisée pour générer la sortie est alors immédiatement gaspillée. Slide 5: Introduction C'est comme si vous conduisiez une voiture avec un pied enfonçant la pédale d'accélérateur au plancher et en appuyant sur le frein avec l'autre pied pour contrôler la vitesse en permanence. Cela paraît absurde, mais c'est pourtant encore l'une des méthodes de contrôle les plus utilisées. On estime à 60 % le pourcentage de moteurs dépourvus du moindre contrôle de la vitesse. L'objet de cette formation est d'étudier les différents moyens de contrôler la vitesse d'un moteur de façon efficace et avec un minimum de contraintes sur le matériel. Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Transcription © 2021 Schneider Electric. Tous les droits sont réservés. Toutes les marques déposées fournies sont la propriété de leurs propriétaires respectifs. Nous découvrirons en outre d'autres avantages, tels que le contrôle du démarrage et la régulation du couple. De nombreux types de matériel peuvent bénéficier d'un contrôle de la vitesse adapté, des pompes aux ventilateurs en passant par les compresseurs et les machines. Nous nous pencherons également sur la qualité de l'énergie en termes de facteurs de puissance et nous traiterons du problème de la distorsion harmonique. Slide 6: Lois de la physique Mais regardons tout d'abord à quel point le contrôle de la vitesse peut avoir un effet financier. Pour cela, vous devez connaître quelques lois simples de la physique. Le débit est la production en sortie d'un appareil tel qu'un ventilateur, une pompe ou un compresseur, exprimée en mètres cubes par seconde. Il est proportionnel à la vitesse de l'arbre du moteur. Autrement dit, si la vitesse de l'arbre est divisée par deux, le débit aussi. La pression est proportionnelle à la vitesse de l'arbre, au carré. Autrement dit, si la vitesse de l'arbre est divisée par deux, le débit est divisé par quatre. Si, par exemple, vous avez une pression de 100 pour une vitesse d'arbre de 10 (pour cet exemple, les unités de pression ou de vitesse n'ont pas d'importance). 10 au carré fait 100. Réduisons maintenant la vitesse de l'arbre à 5. 5 au carré fait 25. Avec une vitesse d'arbre réduite de moitié, la pression est réduite au quart. Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Transcription © 2021 Schneider Electric. Tous les droits sont réservés. Toutes les marques déposées fournies sont la propriété de leurs propriétaires respectifs. C'est là que ça devient intéressant pour nous. La puissance est proportionnelle à la vitesse de l'arbre, au cube. Une vitesse divisée par deux donne un huitième de la puissance. Regardons ce calcul d'un peu plus près. Imaginez que vous ayez une vitesse d'arbre de 10. 10 au cube fait 1 000 : 10 fois 10 fois 10. Réduisons maintenant cette vitesse à 5. 5 au cube fait 125 : 5 fois 5 fois 5. Une vitesse d'arbre réduite de moitié donne un huitième de la puissance. Donc, s'il n'est pas nécessaire que le ventilateur ou la pompe tourne à 100 % du débit ou de la pression en sortie, vous pouvez réduire la vitesse de l'arbre, et donc diminuer l'électricité consommée par le ventilateur. Voici l'exemple d'une courbe de puissance idéale par rapport au débit, basée directement sur les lois physiques. Remarquez que dans la réalité, les appareils présenteront des courbes décalées ou de forme différente. En effet, les appareils réels ne sont pas des appareils idéaux et leurs caractéristiques de performances sont variables. Une légère réduction de la vitesse peut se traduire par une réduction de consommation de puissance largement supérieure à ce à quoi l'on pourrait s'attendre. Slide 7: Variateurs de vitesse Un variateur de vitesse est plus efficace, mais il faut également prendre en compte un certain nombre d'autres avantages. Par exemple, avec un variateur de vitesse, le démarrage et l'arrêt sont plus fluides et parfaitement contrôlés. Un démarrage lent limite également les courants d'appel qui accompagnent souvent les démarrages brusques des moteurs. Les courants d'appel entraînent des chutes de tensions qui Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Transcription © 2021 Schneider Electric. Tous les droits sont réservés. Toutes les marques déposées fournies sont la propriété de leurs propriétaires respectifs. peuvent endommager le moteur et d'autres matériels. Les variateurs de vitesse sont parfois appelés variateurs de fréquence. En effet, ils reçoivent du courant alternatif à fréquence constante, par exemple 50 ou 60 Hz, et le convertissent en une fréquence variable pour alimenter le moteur. On les trouve dans de nombreuses applications telles que les ascenseurs, les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation, ou encore les pompes, les ventilateurs, les grues et les convoyeurs. Slide 8: Méthodes de démarrage d'un moteur Penchons-nous sur la question du démarrage du moteur. Le démarrage peut se faire selon trois options . Ce sont les suivantes : démarrage direct (DOL), en étoile/triangle et progressif. Le démarrage direct connecte directement le bobinage du stator du moteur à l'alimentation secteur. Le moteur démarrera et accélérera en fonction de ses caractéristiques naturelles. Cette méthode de démarrage convient dans le cas d'alimentations stables et de systèmes d'arbres mécaniquement rigides et bien conçus. C'est la méthode de démarrage la plus courante du marché. Le matériel de démarrage consiste en un contacteur principal (en réalité, un Efficacité énergétique active grâce au contrôle de la vitesse Transcription © 2021 Schneider Electric. Tous les droits sont réservés. Toutes les marques déposées fournies sont la propriété de leurs propriétaires respectifs. commutateur marche/arrêt adapté au courant requis) et un relais de surcharge thermique ou électronique. L'inconvénient d'un démarreur direct est la forte intensité du courant d'entrée qui survient lorsque le moteur commence à tourner. L'appel de courant peut représenter 5 à 7 fois le courant nominal jusqu'à ce que le moteur tourne à plein régime. Ces courants d'appel peuvent générer des chocs mécaniques qui obligent à surdimensionner le câblage et à ajouter une protection contre les surcharges. Slide 9: Méthodes de démarrage d'un moteur La méthode suivante est la méthode en étoile/triangle. Elle nécessite 3 contacteurs et une pièce de commande pour gérer la séquence des contacteurs. Les deux extrémités des bobines moteur doivent être accessibles. Le bobinage moteur est connecté en formation en étoile au démarrage. Lorsque le couple moteur correspond au couple de charge, la connexion du bobinage passe en mode triangle. La méthode étoile/triangle se traduit par un démarrage plus doux que la méthode directe, mais l'accélération n'est toujours pas contrôlée. Elle est toujours utilisée pour les moteurs au-dessus de 10 kW afin de préserver et d'optimiser l'installation électrique et les pièces mécaniques. Le moteur démarre avec la connexion en Y (étoile). Il est accéléré autant que possible, puis passe en connexion en D (triangle). Vous remarquerez que la connexion en étoile/triangle utilise un courant de démarrage trois fois moins élevé environ que celui du démarrage direct. Cette rupture dans le courant de démarrage en étoile/triangle est due à la transition de ce courant de la formation en étoile à uploads/Management/ transcript-efficacite-energetique-active-grace-au-controle-de-la-vitesse.pdf