📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Le variateur de vitesse est un convertisseur statique (redresseur + onduleur) permettant de régler la vitesse d'un moteur asynchrone triphasé en agissant sur la fréquence $f$ et la tension $U$.
- Structure :
- Redresseur (Pont de diodes) : transforme le courant alternatif (AC) en courant continu (DC).
- Bus continu : condensateurs de filtrage pour lisser la tension $U_{dc}$.
- Onduleur (IGBT) : transforme le courant continu en courant alternatif de fréquence variable $f$ et tension variable $U$.
- Loi de commande : Pour maintenir le flux constant, on utilise la loi $U/f = \text{cste}$ (pour $f < f_n$).
- Relation fondamentale : $n_s = \frac{60 \cdot f}{p}$ où $n_s$ est la vitesse de synchronisme (tr/min), $f$ la fréquence (Hz) et $p$ le nombre de paires de pôles.
Méthodes à maîtriser
- Calculer la vitesse de rotation $n$ à partir de la fréquence $f$ : $n = n_s(1-g) = \frac{60 \cdot f}{p}(1-g)$.
- Identifier les paramètres de réglage : rampe d'accélération, rampe de décélération, fréquence minimale et maximale.
- Interpréter le schéma fonctionnel d'une chaîne de puissance avec variateur.
Exemples corrigés
Exemple : Un moteur asynchrone $p=2$ est alimenté par un variateur à $f=30$ Hz. Calculer $n_s$. Solution : $n_s = \frac{60 \times 30}{2} = 900$ tr/min.
Erreurs fréquentes
- Confondre la fréquence du réseau (50 Hz) avec la fréquence de sortie du variateur.
- Oublier que le glissement $g$ dépend de la charge et n'est pas toujours constant.
- Penser que le variateur augmente le couple nominal au-delà de la fréquence nominale (impossible, le couple diminue).