Dans les secteurs industriel et commercial, les variateurs électriques sont des dispositifs connectés à des systèmes d'alimentation électrique fixes et fournissent des alimentations électriques variables pour le contrôle des moteurs électriques.

Différents variateurs électriques sont disponibles pour piloter différents types de moteurs électriques, tels que les moteurs à courant continu, les moteurs à induction à courant alternatif et les moteurs à aimants permanents à courant alternatif. Certains variateurs électriques peuvent être utilisés avec plusieurs types de moteurs.

Les solutions packagées de variateurs sont des variateurs électriques montés dans des coffrets industriels, généralement de forte puissance, et disponibles avec une gamme d'accessoires de puissance et de commande, y compris des interfaces IHM, des inductances de ligne, des protections par fusible et des systèmes de refroidissement.

Ces grands variateurs de fréquence ACA intégrés sont généralement pré-conçues, configurables et offrent des solutions robustes et fiables pour les applications de commande de moteurs.

Un variateur de fréquence ou VFD est un contrôleur électronique utilisé pour faire varier la fréquence appliquée à un moteur AC afin de contrôler la vitesse du moteur. D'autres noms pour ces dispositifs incluent variateur de vitesse ou VSD, variateur de vitesse réglable ou ASD, variateur électrique et onduleur.

Les VFD sont couramment utilisés dans les systèmes d'automatisation pour le contrôle des machines et la productivité, ainsi que dans les systèmes d'automatisation des bâtiments pour réaliser des économies d'énergie.

Un variateur AC est un dispositif utilisé pour contrôler la vitesse d'un moteur AC. Les variateurs AC vont des variateurs de fréquence pour le contrôle de vitesse de base aux variateurs vectoriels en boucle fermée pour un contrôle précis de la vitesse et du couple.

Les variateurs AC sont disponibles avec un large éventail d'options de commande, de retour d'information et de connectivité réseau. Travailler avec un spécialiste des variateurs de confiance est la meilleure façon de sélectionner le variateur optimal pour votre application.

La commande de moteur désigne les dispositifs utilisés pour contrôler le couple, la vitesse ou la position d'un moteur électrique. Des exemples de commandes électroniques de moteurs sont...

• Des démarreurs progressifs qui limitent le choc électrique et mécanique appliqué à un système lors du démarrage d'un moteur AC.
• Des VFD et des variateurs servo qui contrôlent la vitesse et la position du moteur sur toute la plage de fonctionnement prévue du moteur.

Il est important que le moteur et les commandes de moteur soient adaptés pour garantir un fonctionnement fiable à long terme.

Un variateur CC est un contrôleur électronique utilisé pour faire varier la tension et le courant appliqués à un moteur CC afin de contrôler la vitesse et le couple du moteur. D'autres noms pour ces dispositifs incluent variateur de vitesse ou VSD, variateur de vitesse réglable ou ASD et variateur électrique.

Les variateurs CC ne sont pas couramment utilisés dans les systèmes d'automatisation modernes aujourd'hui, mais on peut les trouver dans des machines plus anciennes.

Le terme commande de mouvement est couramment utilisé pour décrire des machines dont la position des pièces est contrôlée. Les contrôleurs de mouvement peuvent prendre la forme de dispositifs électroniques autonomes ou être intégrés dans des API (Automates Programmables Industriels), des PC ou des variateurs.

Les variateurs servo et les moteurs sont le plus souvent utilisés dans ces applications, mais les variateurs et moteurs AC peuvent également être utilisés selon le type de machine.

Un variateur servo est un contrôleur électronique utilisé pour contrôler précisément le couple, la vitesse et la position d'un moteur ou actionneur servo dans les applications de commande de mouvement. Le terme amplificateurs servo est également utilisé. La plupart des systèmes de variateurs servo incluent des dispositifs de retour moteur que le variateur utilise pour ajuster en continu sa sortie afin de répondre aux besoins de la machine.

Un moteur servo est un type de moteur à aimant permanent utilisé principalement dans les applications de positionnement en commande de mouvement. Comparés aux moteurs asynchrones AC standards, les moteurs servo sont généralement plus petits et plus légers et peuvent être contrôlés pour des applications très dynamiques et de haute précision. La plupart des moteurs servo sont fournis avec un dispositif de retour pour les systèmes de contrôle de vitesse et de position en boucle fermée.

Les variateurs CC à freinage dynamique, comme nos séries KBPB, KBPC-240D, KBCC-125R et KBCC-225R, contiennent un circuit qui utilise un redresseur commandé au silicium (SCR) et un relais de puissance pour inverser et arrêter un moteur en dissipant son énergie dans une résistance de puissance. Le freinage dynamique est intégré sur les séries KBPB, KBCC-125R et KBCC-225R. Le KBPC-240D nécessite l'APRM pour le freinage dynamique (non fourni avec le variateur).

Ces variateurs sont conçus pour assurer une inversion « instantanée » anti-enclenchement avec freinage dynamique à semi-conducteurs et cycle rapide, mais ne peuvent pas contrôler les charges de révision. Disponibles en coffrets Châssis / IP20 et NEMA 4X / IP65 pour moteurs CC à aimant permanent et à excitation séparée.

Les applications typiques incluent les butées arrière, convoyeurs, ouverture de portes, alimentateurs, indexeurs, pompes, robots, presses à écran et taraudeuses. Pour les applications OEM, des variateurs personnalisés sont disponibles prêts à l'emploi.

Visitez notre page sur les variateurs CC

Les variateurs CC régénératifs à quatre quadrants (4Q), comme nos séries KBMG et séries KBRG, utilisent un circuit de puissance avec des redresseurs commandés au silicium (SCR) pour inverser et arrêter un moteur en renvoyant son énergie vers l'entrée secteur AC.

Ces variateurs Châssis / IP20 fournissent un couple avant et arrière dans les deux sens de rotation, ce qui permet au variateur de maintenir une vitesse constante avec des charges en dépassement et d'assurer des inversions rapides et un freinage contrôlé. Grâce à leur excellente contrôlabilité et leur temps de réponse, ces variateurs peuvent remplacer les servomoteurs dans de nombreuses applications. Conçus pour faire fonctionner des moteurs CC à aimant permanent et à excitation séparée jusqu'à 3 ch.

Les applications typiques incluent les convoyeurs, alimentateurs, palans, indexeurs, machines d'emballage, positionneurs et équipements textiles. Pour les applications OEM, des variateurs personnalisés sont disponibles prêts à l'emploi.

Les commandes SCR sont des variateurs CC, comme nos séries KBIC et séries KBMM. Ils utilisent des redresseurs commandés au silicium (SCR), qui sont des interrupteurs à semi-conducteurs commandés électroniquement et qui modifient le cycle de service de la tension CC à onde complète pour contrôler la vitesse du moteur.

Ces variateurs sont faciles à installer et à utiliser et offrent une vitesse variable pour les moteurs CC à aimant permanent et à excitation séparée jusqu'à 5 ch. Disponibles en 115 Vac, 208/230 Vac, 115 et 208/230 Vac (double tension), 50/60 Hz, avec entrée monophasée. Certains variateurs CC sont équipés de la résistance de puissance enfichable exclusive de KB®, qui élimine le besoin de recalibrer la compensation IR et la limite de courant lorsque le variateur est utilisé sur des moteurs de différentes puissances. Les types de coffrets incluent Châssis / IP20, NEMA 1 / IP50 et NEMA 4X / IP65. Les variateurs NEMA 4X / IP65 sont logés dans un coffret robuste en aluminium moulé sous pression avec un couvercle à charnière. Des accessoires optionnels sont disponibles pour répondre aux applications les plus exigeantes.

Les applications typiques incluent les convoyeurs, ouverture de portes, équipements de fitness, alimentateurs, indexeurs, machines d'emballage, pompes, équipements de criblage et d'impression, et positionneurs de soudage. Pour les applications OEM, des variateurs personnalisés sont disponibles prêts à l'emploi.

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Les variateurs CC à freinage dynamique, comme nos séries KBPB, KBPC-240D, KBCC-125R et KBCC-225R, contiennent un circuit qui utilise un redresseur commandé au silicium (SCR) et un relais de puissance pour inverser et arrêter un moteur en dissipant son énergie dans une résistance de puissance. Le freinage dynamique est intégré sur les séries KBPB, KBCC-125R et KBCC-225R. Le KBPC-240D nécessite l'APRM pour le freinage dynamique (non fourni avec le variateur).

Ces variateurs sont conçus pour assurer une inversion « instantanée » anti-enclenchement avec freinage dynamique à semi-conducteurs et cycle rapide, mais ne peuvent pas contrôler les charges de révision. Disponibles en coffrets Châssis / IP20 et NEMA 4X / IP65 pour moteurs CC à aimant permanent et à excitation séparée.

Les applications typiques incluent les butées arrière, convoyeurs, ouverture de portes, alimentateurs, indexeurs, pompes, robots, presses à écran et taraudeuses. Pour les applications OEM, des variateurs personnalisés sont disponibles prêts à l'emploi.

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Si la tension de la ligne AC tombe en dessous des spécifications, le variateur ne peut pas maintenir le couple ou la puissance nominale requis. Pour éviter d'endommager le moteur, le variateur s'arrêtera. Lorsque la tension revient à une limite sûre, le variateur, selon les préréglages et la programmation, redémarrera automatiquement ou pourra nécessiter un redémarrage manuel.

Oui. Les variateurs de fréquence sont couramment installés dans les anciens bâtiments pour améliorer l'efficacité.

Cependant, il est recommandé de :

• Vérifier l'isolation du moteur et la compatibilité avec le fonctionnement du variateur
• Vérifier la longueur des câbles et les considérations CEM
• Assurer une installation correcte pour éviter les pannes prématurées

Les variateurs de fréquence réduisent la vitesse du moteur pour s'adapter à la demande du système. Pour les ventilateurs et pompes centrifuges, la consommation d'énergie est proportionnelle au cube de la vitesse.
Par exemple :

• 80 % de vitesse ≈ 51 % de consommation d'énergie

Cela signifie que même de petites réductions de vitesse peuvent entraîner des économies d'énergie substantielles dans les applications CVC/R.

Les variateurs de fréquence offrent des avantages significatifs dans les systèmes CVC, notamment : 

• Réduction de la consommation d'énergie et des coûts d'exploitation
• Amélioration du confort des occupants grâce à un contrôle précis
• Réduction de l'usure mécanique et prolongation de la durée de vie de l'équipement

Un bypass de variateur permet au moteur de fonctionner directement sur le réseau, en contournant le variateur.

Cela est utile lorsque :

• Le variateur nécessite une maintenance
• La disponibilité du système est critique
• Une panne survient sur le variateur

Les principaux points à considérer sont :

• Tension d'alimentation et nombre de phases
• Tension du moteur et courant à pleine charge
• Type d'application (ventilateur, pompe, compresseur)
• Conditions environnementales (température, poussière, humidité)

Un variateur assure un démarrage progressif en augmentant progressivement la tension et la fréquence.

Cela :

• Réduit le courant d'appel
• Prévient les chocs mécaniques
• Prolonge la durée de vie du moteur et de l'équipement

Les VFD maintiennent généralement un facteur de puissance d'entrée élevé (souvent >0,95) quel que soit le chargement du moteur.

Cependant :

• La distorsion harmonique du redresseur peut affecter le facteur de puissance total

Vérifications courantes de dépannage :

• Vérifiez que la surcharge du VFD ou du moteur n'est pas déclenchée
• Assurez-vous qu'un signal de vitesse ou de commande est présent
• Vérifiez que les dispositifs de sécurité sont fermés

Les exigences typiques de dégagement sont :

• 200 mm au-dessus et en dessous du VFD
• 0 à 50 mm sur les côtés (selon le modèle)

Les variateurs pour CVC sont idéaux pour :

• Ventilateurs centrifuges
• Pompes
• Compresseurs
• Centrales de traitement d'air (CTA)

Ils sont largement utilisés dans les systèmes d'automatisation des bâtiments.

La plupart des VFD basse tension ont une durée de vie d'environ 10 ans.

La longévité dépend de : 

• Température ambiante
• Propreté et ventilation
• Installation et maintenance appropriées

Les harmoniques sont des distorsions électriques causées par des charges non linéaires telles que les VFD.

Elles peuvent entraîner :

• Surchauffe des équipements
• Déclenchements intempestifs
• Efficacité du système réduite

Les méthodes d'atténuation incluent :

• Selfs de ligne
• Filtres passifs ou actifs

Un système de gestion technique des bâtiments (GTB) est un système de contrôle centralisé qui :

• Contrôle et surveille les équipements CVC
• Optimise la performance énergétique
• Maintient les niveaux de confort
• Fournit des données en temps réel et des fonctionnalités d'automatisation 

Parmi les principaux fournisseurs de systèmes de gestion de bâtiments, on trouve :

• Johnson Controls – Metasys
• Schneider Electric – EcoStruxure
• Honeywell – EBI / Forge
• Siemens – Desigo CC

La plupart des systèmes prennent en charge des protocoles ouverts tels que BACnet.

Un VFD avec indice IP65 est : 

• Étanche à la poussière (IP6x)
• Protégé contre les jets d'eau (IPx5)

Il convient pour :

• Environnements difficiles
• Installations extérieures
• Zones de lavage

Les disjoncteurs différentiels (DDFT) se déclenchent lorsqu'ils sont utilisés avec la plupart des variateurs AC. Les variateurs de fréquence de KB intègrent un logiciel spécial leur permettant de fonctionner avec des circuits équipés de disjoncteurs différentiels. Ceci est une fonctionnalité standard sur nos variateurs AC numériques et optionnelle, avec programmation en usine, sur tous les variateurs AC hybrides. Troisième génération (3G) uniquement.

Les variateurs à courant continu régénératifs à quatre quadrants (4Q), tels que nos séries KBMG et KBRG, utilisent un circuit de puissance équipé de redresseurs commandés au silicium (SCR) pour inverser le sens de rotation d'un moteur et l'arrêter en réinjectant son énergie dans le réseau d'alimentation en courant alternatif. Ces variateurs peuvent contrôler les surcharges.

Les variateurs DC à freinage dynamique, comme nos séries KBPB et KBPC-240D, contiennent un circuit qui utilise un redresseur contrôlé au silicium (SCR) et un relais de puissance pour inverser et arrêter un moteur en dissipant son énergie dans une résistance de puissance. Ces variateurs ne peuvent pas contrôler les surcharges. Le freinage dynamique est intégré sur les séries KBPB. Le KBPC-240D nécessite l'APRM pour le freinage dynamique (non fourni avec le variateur).

Les boîtiers NEMA, en général, sont conçus pour prévenir les chocs électriques en protégeant l'utilisateur contre tout contact accidentel avec les composants internes. Les variateurs NEMA 1 de KB offrent un certain degré de protection contre la chute de poussières. Ils sont équipés de découpes pour les raccords électriques standards. Les variateurs NEMA 4X de KB sont fabriqués avec un boîtier robuste en aluminium moulé sous pression avec un couvercle à charnière. Ils offrent une étanchéité parfaite, ce qui les rend idéaux pour les applications de lavage intensif en intérieur ou en extérieur. Ils sont équipés pour être utilisés avec des raccords électriques étanches.