Utilisation intelligente de solutions de commande de moteurs
L’envolée des prix de l’énergie incite les industriels à explorer de nouvelles méthodes pour réduire les coûts de fonctionnement. Les ingénieurs et les consultants se voient confier la tâche de sélectionner la solution de commande de moteurs la plus fiable, au meilleur coût total de possession. Cette sélection doit prendre en considération le coût sur toute la durée de vie, explique Jonathan Smith, responsable des activités de terrain pour la commande de puissance.
Sachant que 80 % des applications de pompage et de ventilation nécessitent des méthodes de contrôle pour réduire le débit et ainsi répondre à la demande, ces applications jouent un rôle essentiel pour réaliser des économies. Les ingénieurs spécialistes en process utilisent généralement des automates à vitesse fixe avec des dispositifs d’étranglement, tels que des amortisseurs et des vannes, mais ces équipements ne sont pas très économes en énergie.
Les solutions de gestion de l’énergie s’inscrivent dans des stratégies d’investissement dont l’objectif est une réduction des coûts de fonctionnement à long terme |
Lors du choix d’une solution de commande de moteurs, il faut prendre en considération les éléments suivants : les coûts supplémentaires en période de pointe, le fonctionnement avec rendement optimisé, le facteur de puissance, le coût et les pertes du transformateur d’isolation, les capacités de régénération, les options de transfert synchrone et les fonctions d’économie d’énergie spécialisées de la commande intelligente de moteurs.
Eviter les couts supplementaires en periode de pointe
Il faut savoir que les fournisseurs d’électricité font payer plus cher l’électricité en période de pointe, lorsque les entreprises dépassent une limite pré-définie ou une consommation de base de leur électricité. Les coûts supplémentaires en période de pointe apparaissent souvent lorsque les moteurs industriels ont une consommation très élevée lors de démarrage à pleine tension. Les variateurs de vitesse aident à réduire les pics de consommation en fournissant la puissance requise par l’application et en amenant graduellement le moteur à sa vitesse nominale pour réduire la consommation électrique. Le variateur de vitesse commande également automatiquement la fréquence du moteur (vitesse), lui permettant de fonctionner à pleine puissance uniquement lorsque c’est nécessaire.
Optimiser la puissance consommee
En plus du démarrage du moteur, tenez compte également de la consommation en fonctionnement de la pompe ou du moteur. S’agissant des applications où les moteurs ne sont pas en charge ou avec des charges légères, les variateurs de vitesse peuvent permettre une économie d’énergie supplémentaire et fournir de meilleures performances. Les charges centrifuges, comme les pompes et les ventilateurs, offrent le meilleur potentiel pour réaliser des économies lorsque les applications nécessitent moins de 100 % de débit ou de pression. Par exemple, des économies d’énergie significatives peuvent être obtenues en utilisant des variateurs de vitesse pour réduire la vitesse ou le débit de seulement 20 %. Si cette réduction n’a pas d’impact sur le processus, il peut permettre une réduction de la consommation d’énergie jusqu’à 50 % ; ce qui, dans de nombreux cas peut signifier des économies d’énergie substantielles.
Des économies d’énergie significatives peuvent être obtenues en utilisant des variateurs de vitesse pour réduire la vitesse ou le débit de seulement 20 % |
Le facteur de puissance fait la difference
Le facteur de puissance et la façon dont il affecte le déphasage et la distorsion harmonique est un point important dans le choix du variateur. Les variateurs, dont le facteur de puissance est proche de l’unité, entraînent une réduction de la consommation d’énergie. Les meilleurs variateurs produisent un facteur de puissance de 0,95 ou plus, pour une large plage de vitesses de fonctionnement.
Un exemple de l’effet du facteur de puissance sur l’économie d’énergie met en parallèle deux variateurs de 4 000 CV, l’un avec un facteur de puissance vrai de 0,95 et l’autre avec un facteur de puissance vrai de 0,98. Le coût annuel pour 8 760 heures d’utilisation à 0,07 € par kW/h permet une économie de 63 173 $ par an pour le variateur avec le facteur de puissance de 0,98 par rapport au variateur avec le facteur de puissance de 0,95.
Le cout cache des transformateurs
Tout variateur crée des distorsions harmoniques, ce qui entraîne une production supplémentaire de chaleur dans le système d’alimentation de l’usine et des pertes pour le variateur. Les fabricants peuvent réduire les harmoniques en utilisant un transformateur redresseur à décalage de phase et multi-impulsion ou un redresseur d’entrée actif.
Les transformateurs contribuent depuis longtemps au coût du variateur système global. Certains aspects négatifs incluent l’augmentation de la taille, du coût, du poids et de la complexité du variateur système. Une ventilation supplémentaire est nécessaire pour refroidir le transformateur, ce qui ajoute au coût financier, mais consomme également plus d’énergie en permanence.
Choisissez des variateurs utilisant une commande de moteurs intelligente basée sur des technologies évoluées |
Utiliser un variateur pour plusieurs moteurs
La capacité de transfert synchrone est un autre moyen de réduire les dépenses énergétiques. La méthode de la dérivation synchrone utilise un seul variateur pour démarrer et synchroniser plusieurs moteurs par le biais du processus consistant à transférer une charge d’une source à une autre en faisant correspondre la fréquence, l’amplitude et la phase de l’onde de la tension des deux sources. L’utilisation d’un variateur de vitesse pour démarrer le moteur, l’amener à sa vitesse nominale, puis le synchroniser entraîne une réduction du courant pleine charge et optimise le processus.
Les avantages économiques du variateur de vitesse avec dérivation synchrone portent sur les coûts d’installation et de fonctionnement. Un système synchrone pour deux moteurs coûte 33 % de moins lors de la mise de fonds initiale.
La gestion de l’energie permet un retour sur investissement
Les industriels ont un vaste choix d’options pour réaliser des économises d’énergie. Les solutions de commande intelligente de moteurs, notamment les variateurs de vitesse à haut rendement, représentent un aspect important de tout programme d’économies d’énergie pour optimiser la consommation et réduire la facture énergétique.
L’évaluation précise de votre installation, de l’application et des variateurs de vitesse sur le marché sont les clés d’un bon investissement. Choisissez des variateurs utilisant une commande intelligente de moteurs basée sur des technologies évoluées comme la régénération, la dérivation synchrone, les options sans transformateur, les logiciels et communications qui permettent d’optimiser la consommation énergétique. Les solutions de gestion de l’énergie s’inscrivent dans des stratégies d’investissement dont l’objectif est une réduction des coûts de fonctionnement à long terme et qui ont généralement permis à leurs utilisateurs de voir un retour sur investissement sur une à trois années.
Pour de plus amples informations, contactez-nous par courriel à l’adresse : info_at@ra.rockwell.com, en mettant en objet : vfd
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