Variation de vitesse
Sommaire:
Le variateur électronique de vitesse
Un variateur de vitesse permet de modifier la vitesse de rotation du rotor d'un moteur.
Il permet aussi le démarrage progressif du moteur évitant les à-coups de démarrage.
Le principe élémentaire d'une variation de vitesse efficiente est de faire varier la fréquence d'alimentation du stator.
Variation de vitesse d'une MAS
Pour faire varier la vitesse d'un moteur asynchrone à cage d’écureuil il faut agir sur différents paramètres.
Les premiers paramètres nous sont donnés par la formule:
| ns = | f |
| p |
- ns:Vitesse de rotation du champ synchrone (vitesse de synchronisme en tr/s)
- f:Fréquence d'alimentation du stator
- p:Nombre de paires de pôles du moteur (défini par construction).
Le nombre de paires de pole permet de donner la vitesse de synchronisme du moteur après construction.
Par définition un moteur asynchrone ne tourne pas à la vitesse du champ tournant.
Il est en retard sur le champs tournant sans jamais le rattraper.
La vitesse du rotor est donc inférieur à la vitesse du champs tournant.
Ce retard est exprimé par la grandeur g que l'on appelle le glissement.
| g = | ns - nr |
Ce qui revient à écrire:
| nr = (1-g) * | f |
| p |
Démarrage progressif
L'avantage d'un variateur de vitesse est de permettre en plus d'un variation de la fréquence de rotation du rotor,
un démarrage progressif de celui-ci.
Ceci à pour avantage de permettre de contrôler l’accélération du rotor et donc les secousses (Jerk).
Le démarrage progressif se fait par une consigne de rampe à l'aide du paramètre appelé ACC.
Il est donc aussi possible de contrôler l'accélération négative (décélération) par intermédiaire du paramètre DEC.
Le contrôle de l'accélération permet aussi de minimiser la valeur du courant de démarrage et donc les perturbations sur le réseau.
Sélection d'un vitesse
La sélection de la vitesse du rotation du moteur se fait de 3 façons:
- Par tension analogique sur l'entrée prévu à cet effet
- Par présélection sur les entrées numériques dédiées
- Par présélection manuel à l'aide de la molette de réglage
Composition d'un variateur
Un variateur est un convertisseur statique d’énergie dont la fonction est de permettre de
modifier la fréquence d'alimentation du réseau électrique qu'il fourni.
Il est composé d'un étage de:
- Redresseur
- Filtrage
- Hacheur
Il permet de transformer l'alimentation du secteur en redressée proche d'une tension continu.
La tension en sortie de redressement est donc de 300hz (50 *3 *2).
Cet étage permet de lisser la tension issue de l'étage redresseur.
En sortie de l’étage de filtrage la composante 300Hz est fortement atténuée.
L’étage de filtrage permet aussi de séparer l’étage de redressement et le hacheur.
Le hacheur a pour fonction de permettre la conversion du signal continu en signal alternatif à fréquence et tension variable.
Il utilise le principe de la Modulation de largeur d'impulsion (MLI ou PWM en anglais).
L’inconvénient de cette méthode est la présence de raies hautes fréquences dans le signal d'alimentation du moteur.
Règles de variation de vitesse
Il est aussi possible de faire varier la vitesse d'un moteur à l'aide d'un gradateur.
Mais ce principe est aussi efficient que de vouloir faire varier l'intensité lumineuse d'une ampoule en actionnant rapidement l'interrupteur.
Il est aussi possible de diminuer la vitesse d'une MAS en augmentant artificiellement le couple résistant, mais cela présente un bilan énergétique déplorable.
Commande à U/f constant
Pour un moteur asynchrone, la couple est peut s'exprimer par la relation:
| T = K * | U2 |
