Guide Motion Control du GIMELEC - Ministère de l'Éducation ...

10- Les économies d’énergie
à la µs), ce qui autorise le fonctionnement à fréquence élevée
(4 à 8kHz) avec des pertes acceptables. En diminuant
la fréquence de découpage, on réduit les pertes dans le
variateur, au détriment de la bande passante et de l’ondulation
de courant dans le moteur.
Pertes dans les systèmes de contrôle
Pour fonctionner, les variateurs ont besoin d’une électronique
de contrôle, alimentée en basse tension, obtenue
dans la quasi-totalité des cas à partir de la tension du réseau
et d’un système d’alimentation à découpage.
L’électronique de contrôle consomme une faible énergie
(une dizaine de watts), que l’on peut considérer comme
négligeable sauf pour les petits variateurs.
Pertes dans les systèmes annexes
Pour limiter les perturbations rayonnées et conduites, les
variateurs nécessitent des accessoires de filtrage. Le courant
qui les traverse, très souvent riche en harmoniques,
occasionne des pertes supplémentaires.
Ces composants sont, en général, installés dans des armoires
et il est parfois indispensable de prévoir une ventilation
forcée voire même une climatisation dans des cas
extrêmes.
Tou cela contribue à la dégradation du rendement. Le variateur
incorporé au moteur est une solution attractive
permettant de limiter la dissipation dans les armoires.
redresser la tension d’alimentation en une tension continue
qui sera ensuite découpée pour reconstituer la tension d’alimentation
du moteur.
Ce système est, par nature, non réversible, et aucune énergie
ne peut être restituée au secteur.
Lors du freinage, l’énergie est stockée dans les condensateurs
de filtrage et, à partir d’une certaine tension, dissipée dans
une résistance par un dispositif annexe.
On peut sensiblement améliorer le rendement en partageant
cette énergie entre les divers variateurs, soit par une alimentation
commune à l’ensemble des variateurs, soit en connectant
en parallèle les sources continues individuelles. Néanmoins,
il est souvent nécessaire de prévoir une résistance de
freinage commune.
Une autre solution séduisante, mais coûteuse consiste à utiliser
une alimentation commune réversible qui permet de
restituer au réseau l’énergie qui provient du ralentissement
de la machine. Dans ce cas, la résistance de freinage est inutile,
sauf si un freinage électrique contrôlé est exigé lors de la
disparition de la tension réseau. Avec cette solution, le rendement
est maximum.
Pertes liées à la forme du courant d’alimentation
Le pont de diodes, associé aux condensateurs de filtrage,
prélève un courant non sinusoïdal Figure 162.
Rendement global des variateurs de vitesse
Soucieux de réaliser des variateurs les plus compacts possible
afin de réduire leur volume qui est déterminé par la
taille des radiateurs, les fabricants cherchent à réduire les
pertes et les variateurs atteignent des rendements de
98%. Si on inclut les composants additionnels, le rendement
est de l’ordre de 95% .
Figure 162 Courant absorbé par un variateur muni d’un
pont de diodes triphasé et d’un condensateur de filtrage
Pertes liées au mode de fonctionnement
La machine équipée de contrôle de mouvement est soumise
à des cycles d’accélération, de travail et de ralentissement.
Lors de l’accélération, le moteur stocke dans les
parties mobiles une énergie cinétique qui sera restituée
en grande partie lors du ralentissement.
Cette forme de courant typique se retrouve avec les variateurs
démunis d’inductance de ligne et de lissage. L’amplitude
du courant dépend de l’inductance propre de la ligne d’alimentation
et de la valeur des condensateurs.
La puissance absorbée est proche de la puissance restituée
au moteur, en revanche, la valeur efficace du courant prélevé
au réseau est très supérieure au courant fondamental.
La majorité des variateurs utilisent un pont de diodes pour
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