Variateur de fréquence – comment choisir ?

Variateur de fréquence

Si sélectionner un variateur de fréquence vous semble complexe cette article vous aidera. Il existe une multitude de variateurs pour moteur sur le marché. Par conséquent, il est difficile de s’y retrouver. Pour des raisons de simplicité nous nous concentrons sur la gamme que nous connaissons le mieux : les variateurs de fréquence LS Electric.

Variateur de fréquence – variateur de vitesse quelle différence ?

De façon générale, la technologie pour modifier la vitesse dépend de celle du moteur électrique. Par exemple un moteur continu à aimant permanent voit sa vitesse changer en fonction de la tension d’alimentation. En revanche, la vitesse de rotation d’un moteur à cage d’écureuil est directement liée à la fréquence d’alimentation du moteur. Ce point est exposé dans notre article les moteurs électriques asynchrones – Comment choisir ?  Les variateurs de fréquence sont donc une sous catégorie des variateurs de vitesse. Ils sont exclusivement utilisés contrôler des moteurs électriques asynchrones à cage d’écureuil.

Progrès techniques – vers plus de simplicité ?

L’amélioration permanente des variateurs de fréquence a eu deux effets contradictoires pour l’utilisateur. D’un coté, le nombre de fonctions a augmenté considérablement de l’autre les interfaces sont souvent plus simples. On trouve maintenant sur tous les variateurs des modes de programmation avancés qui peuvent dérouter le néophyte. Cependant dans de nombreuses applications seulement quelques paramètres sont utilisés. De plus, de nombreux variateurs de fréquence disposent de fonctions type autotuning qui permettent d’optimiser la programmation pour le moteur branché. Il n’est donc plus nécessaire d’être un automaticien chevronné pour programmer. Cependant, il faut être rigoureux, méthodique et respecter les instructions.  En conclusion, les constructeurs,  ont tout fait pour simplifier l’utilisation des produits.

Au-delà du réglage de la vitesse, un variateur de fréquence digne de ce nom est conçu pour permettre de contrôler l’accélération et la décélération. De plus, il est possible d’optimiser tous les paramètres du moteur et de le protéger. Enfin, selon le modèle il pourra aussi permettre des pilotages complexes à partir de signaux extérieurs. Certains modèle peuvent communiquer avec des automates, le protocole le plus courant étant le Modbus RTU.

Sélection d’un variateur de fréquence ?

Etape 1: Quel alimentation?

Il faut définir l’alimentation disponible sur l’installation. Les plus courantes sont le 220V monophasé (réseau domestiques) et le 380V triphasé (réseau industrielle). Il existe aussi d’autres tensions pour l’export mais aussi sur certains sites industriels français comme par exemple le 220V triphasés.

Alimentation monophasée 220-230V

Dans ce cas il est préconisé d’utiliser un “variateur de fréquence mono-tri”. Ils sont destinés à piloter des moteurs triphasés 220V. La plupart des marques s’arrêtent à 2.2kw mais LS Electric propose un produit jusqu’à 3.7kw. Attention, ils ne sont pas prévus pour piloter un moteur monophasé. Il existe sur le marché des petits variateurs de vitesses pour moteurs asynchrones monophasés, il ne s’agit pas de variateurs de fréquence. Ils ne sont pas à vocation professionnelle.

En résumé, un variateur de fréquence mono-tri peut contrôler un moteur à cage triphasé plaqué 230-400V couplé en triangle. Dans ce cas, le variateur est alimenté à partir du réseau domestique monophasé 220V 50Hz. Attention, il ne peut et ne doit pas être utilisé pour alimenter autre chose que des machines utilisant des moteurs asynchrones au sens large (compresseur, pompes, suppresseur …).

Alimentation 380V / 400V triphasée:

Un variateur de fréquence tri-tri peut contrôler un moteur à cage triphasé plaqué 230-400V / 220-380V (couplé en étoile) ou 400-690V / 380-660V (couplé en triangle). Dans ce cas le variateur est alimenté à partir d’un réseau 380V / 400V triphasé. Attention, il ne doit pas être utilisé pour alimenter un autre appareil.

Etape 2: Quelle Puissance?

Il faut connaître la puissance du moteur à 50Hz afin de déterminer celle du variateur de fréquence. En pratique, il faut choisir un puissance de variateur de fréquence supérieure ou égale à celle du moteur. Par exemple, dans la gamme LS Electric, pour un moteur 0.25kW on choisira un variateur de fréquence de 0.4kw (la vitesse du moteur n’a pas d’importance). Depuis quelques temps certains constructeurs indique deux puissances sur la documentation du variateur. C’est le cas du S100 de LS Electric. La puissance la plus haute correspond à une charge normal (surcharge acceptable de 120% pendant 1 minute). La seconde à une charge forte surcharge acceptable de 150% pendant une minute. En cas de doute sur votre application, nous vous conseillons de prendre un variateur de fréquence dont la puissance la plus faible (charge forte) est supérieure à la puissance de votre moteur à 50Hz. Par exemple, dans la gamme S100 de LS Electric pour un moteur de 0.75kW on choisira un LSLV0008S100-4EOFNS 1.5kW/0.75kW en version IP20 ou un LSLV0008S100-4EXFNS 1.5kW/0.75kW en version IP66.

Etape 3 : IP20 ou IP66 ?

En général, vous devez prévoir de mettre les variateurs IP20 dans une armoire électrique bien ventilée à l’abris des poussières et de l’eau. Ce n’est pas le cas pour les variateurs IP66. Le surcoût de ces produits est largement justifié si vous n’utiliser qu’un variateur dans la mesure ou il n’y a plus d’armoire à acheter et à câbler.

Etape 4: Faut il communiquer ?

Il est important de déterminer si votre variateur est destiné à fonctionner seul ou en collaboration?  La généralisation des usines 4.0 peut justifier d’acheter une version communicantes même si le besoin n’est pas ressenti au moment du projet. Cela permettra d’éviter des coûts ultérieurement. Un variateur offrant des fonctions de MODBUS permet de piloter l’ensemble des paramètres du moteur via un automate lui même connecté à des systèmes de supervision. De plus, ces version plus sophistiquées offre parfois des entrées sorties supplémentaires et des facilités de programmation (copie de paramètres).

Etape 5: Faut il pouvoir dissiper de l’inertie lors du freinage?

Si le variateur est destiné à contrôler précisément un moteur entrainant une charge avec une forte inertie il faut prévoir un modèle avec un module de freinage intégré. Il faudra ensuite vous procurer une résistance de freinage externe qui permettra de dissiper l’énergie restituée par la charge en phase de décélération.

Etape 6: Quelles entrées sortie?

Si vous avez décidez que le variateur fonctionnera seul, il faut s’assurer que ses entrées-sorties répondent aux besoins de votre installation. Pour un simple potentiomètre déporté tous les produits LS Electric seront adéquates car ils ont une entrée 0-10V . En revanche, si une entrée 4-20mA est indispensable il faudra regarder en détail les descriptif.

Dans l’ensemble, en comparaison avec d’autres marques LSIS offre plus de fonctionnalités à prix égal. Afin de vous aider dans votre sélection, le tableau ci-dessous donne un aperçu fonctions offertes par les produits que vous pouvez rencontrer sur notre site.

Pour en savoir plus sur le variateur de fréquence que vous pensez achetez, nous vous invitons à télécharger le manuel du produit sur cette page:

1. Manuel d’utilisation officiel français variateur de fréquence LSIS iC5-1 et iC5-1F
2. Guide d’utilisation simplifié français variateur de fréquence LSIS iC5-1 et iC5-1F www.moteur-electrique-pro.fr
3. Manuel d’utilisation officiel français variateur de fréquence iG5A
4. Guide d’utilisation simplifié français variateur de fréquence LSIS S100 www.moteur-electrique-pro.fr