Pourquoi les variateurs de vitesse doivent-ils être équipés de filtres ?

Les variateurs de vitesse non filtrés génèrent des harmoniques nuisibles, ce qui entraîne des pannes de moteur, des erreurs de communication dans les systèmes de contrôle et des temps d'arrêt coûteux. L'installation de filtres est une solution intelligente.

Adaptation de filtres à votre entraînement à fréquence variable (EFV) réduit les harmoniques, renforce la fiabilité du système et garantit la compatibilité électromagnétique avec d'autres équipements industriels. Il prolonge la durée de vie des équipements et préserve la productivité.

Poursuivez votre lecture pour comprendre ce qu'il en est exactement pourquoi Les filtres sont essentiels pour votre système basé sur l'EFV et comment ils protègent vos investissements.

Quel est le rôle des filtres dans un système d'entraînement à fréquence variable ?

Les filtres jouent un rôle crucial dans le maintien de la santé de l'homme et de l'environnement. VFD et l'infrastructure électrique au sens large. Lorsqu'un Entraînement à fréquence variable (EFV) ou Entraînement à vitesse variable (VSD) Cette action de commutation génère intrinsèquement harmoniquesIl s'agit de distorsions du signal électrique qui peuvent interférer avec d'autres équipements sensibles.

En l'absence de filtres, ces harmoniques peuvent être renvoyées vers le réseau électrique, perturber les communications et provoquer des alarmes fréquentes telles que surtension, surintensitéou surcharge dans le variateur. Les filtres, en particulier les filtres d'entrée, agissent comme un tampon, atténuant ces perturbations et permettant au variateur de fonctionner comme prévu, tout en se conformant à la réglementation en vigueur. CEM (compatibilité électromagnétique) comme la norme IEC 61800-3.

Comment les filtres améliorent-ils l'efficacité et le facteur de puissance d'un VFD ?

A convertisseur à fréquence variable ou VFD sans correction du facteur de puissance peuvent tirer des courants non sinusoïdaux du réseau, ce qui fait que le système a un faible facteur de puissance. Cette inefficacité se traduit par des factures d'électricité plus élevées et une charge accrue sur les systèmes de distribution d'électricité.

Ajout filtres d'entrée ou filtres passifs de correction du facteur de puissance permet non seulement de réduire la distorsion harmonique mais aussi d'améliorer le facteur de puissance. Certains filtres fournissent compensation de la puissance réactiveLes filtres sont conçus pour stabiliser la tension et optimiser l'utilisation de l'énergie dans l'ensemble de l'installation. Dans les applications industrielles à grande échelle où des dizaines d'entraînements fonctionnent simultanément, les économies d'énergie et l'amélioration de l'efficacité des filtres correctement configurés peuvent être significatives.

Les filtres peuvent-ils prolonger la durée de vie des moteurs et des équipements connexes ?

Absolument. L'une des fonctions les moins évidentes mais les plus critiques de l Filtres VFD est de protéger le moteur et d'autres équipements en aval. À la sortie d'un variateur de fréquence, les temps de montée en tension rapides (dV/dt) et les phénomènes d'ondes réfléchies peuvent générer des pics de tension élevés, en particulier sur de longues distances de câble. Ces pics mettent à rude épreuve l'isolation des moteurs, ce qui peut entraîner des dommages. défaillances du bobinage du moteur.

Installation filtres de sortieLes filtres, tels que les filtres dV/dt ou les filtres à onde sinusoïdale, atténuent ces pointes et produit une forme d'onde quasi-sinusoïdale sans danger pour les moteurs. Cela réduit la surchauffe, élimine les bruits audibles et prolonge la durée de vie des moteurs et des câbles, ce qui est particulièrement important dans les domaines suivants Applications VSD comme les pompes à eau, les systèmes CVC ou les convoyeurs.

Schéma des harmoniques dans le réseau

Pourquoi les filtres sont-ils plus fréquents dans les entraînements à fréquence variable de forte puissance ?

En applications à haute puissance (plus de 75 kW), Entraînements à fréquence variable (EFV) Ils supportent des charges importantes, ce qui signifie que toute distorsion harmonique ou pointe de tension qu'ils produisent est amplifiée. C'est pourquoi la présence de filtres est essentielle et non facultative. Grandes systèmes de convertisseurs à fréquence variable sont plus susceptibles d'affecter le réseau et peuvent même enfreindre les réglementations locales des services publics si elles ne sont pas correctement filtrées.

Pour se conformer aux codes de la grille et éviter les pénalités, les ingénieurs incluent souvent :

Réacteurs d'entrée ou filtres d'entrée pour réduire les harmoniques du courant entrant et protéger contre les perturbations de la ligne.

Réactances de liaison CC pour lisser la tension du bus CC entre les sections du redresseur et de l'onduleur.

Filtres de sortie pour minimiser les bruits de haute fréquence qui pourraient affecter les performances du moteur.

Les variateurs plus petits génèrent proportionnellement moins d'interférences harmoniques et sont souvent utilisés dans des systèmes isolés ou moins sensibles, de sorte que pour des raisons économiques, les filtres peuvent être exclus. Cependant, à mesure que les systèmes se développent, le filtrage devient essentiel pour intégrité et conformité du système.

Que se passe-t-il si vous n'utilisez pas de filtres dans un système d'entraînement à fréquence variable ?

Négliger d'ajouter des filtres à votre Entraînement à vitesse variable (VSD) ou Système VFD peut sembler être une décision économique au départ, mais elle entraîne une série de problèmes à long terme :

Augmentation des temps d'arrêt en raison de déclenchements fréquents dus à de fausses alarmes.

Durée de vie plus courte du moteur de la surchauffe et de la rupture d'isolation.

Interférences sonores avec les équipements de communication ou de contrôle situés à proximité.

Mauvaise qualité de l'électricitéLes fournisseurs de services publics peuvent imposer des pénalités.

Utilisation inefficace de l'énergie et une baisse des performances du système.

En outre, sans filtre, votre système risque de ne pas répondre aux normes internationales. Conformité CEM ce qui rend votre installation vulnérable aux échecs d'inspection ou aux limitations d'exportation dans les marchés réglementés.

Comment choisir le bon filtre pour votre variateur de vitesse ?

Le choix du filtre adéquat dépend de la application, puissance nominaleet distance entre le VFD et le moteur. Voici un guide rapide :

Filtre de ligne d'entrée: Pour améliorer la compatibilité électromagnétique et la protection contre les perturbations du réseau.

Réacteur de liaison CC: Pour minimiser le courant d'ondulation et réduire les contraintes sur le bus DC.

Filtre dV/dt de sortie: Idéal pour les câbles de courte et moyenne longueur afin de protéger les moteurs.

Filtre à ondes sinusoïdales: Recommandé pour les longs parcours de câbles ou lors de l'utilisation d'anciens moteurs sensibles aux pointes de tension.