Optimiser les Armoires de Contrôle VFD pour l'Efficacité Énergétique et la Conformité

Année après année, le monde devient de plus en plus gourmand en énergie. Alors que la demande continue d'augmenter, notre société ne peut plus soutenir une utilisation non maîtrisée et inefficace des ressources non renouvelables. La communauté industrielle suit une tendance à améliorer l'efficacité énergétique de ses équipements, réduisant des coûts qui peuvent être réaffectés. Cette tendance est soutenue par des pénalités pendant les périodes de forte demande ainsi que par l'action gouvernementale. La directive ErP en Europe exige l'utilisation de VFD ou VSD sur des moteurs à haut rendement et le Title 24 en Californie impose le contrôle de fréquence sur les segments CVC. Ces exigences ont déclenché une chaîne d'événements réussie pour l'utilisation efficace des ressources non renouvelables, touchant les OEM et constructeurs d'armoires.

À mesure que le besoin de fréquence variable devient une partie requise de plus en plus de systèmes industriels, les entraînements à fréquence ajustable (AFD) deviennent de plus en plus courants sur le marché. Sur les systèmes utilisant des gammes de puissance inférieures, l'existence d'AFD a causé une douleur significative, car le matériel peut servir de surdimensionnement. L'installation et la mise en service d'un entraînement est un processus long et complexe impliquant plus de 100 paramètres, qui doivent être suivis plus ou moins pour toutes les applications.

Dans la plupart des cas, les utilisateurs recherchent la simplicité offerte par les démarreurs progressifs, qui peuvent contrôler le démarrage et l'arrêt d'un dispositif, mais manquent de la capacité à modifier la fréquence et la vitesse du système. Les démarreurs progressifs ne nécessitent pas de mise en service avancée et sont moins chers que les AFD. Cependant, les démarreurs progressifs ne répondent pas aux exigences des AFD.

Comment un utilisateur peut-il bénéficier des avantages d'un entraînement tout en conservant la simplicité d'un démarreur progressif ? Comment un fabricant peut-il concevoir des armoires de contrôle pour les utilisateurs tout en répondant aux exigences strictes d'efficacité énergétique ?

Considérations d'Application

La portée de l'application doit être considérée en tout temps. Les AFD peuvent être utilisés dans un ensemble diversifié d'applications, des murs de ventilateurs aux convoyeurs en passant par les pompes de surpression. Et chaque application a ses propres exigences. Par exemple, dans le segment de marché CVC, il y a des milliers de ventilateurs qui suivent des entrées analogiques basées sur l'environnement et la température. D'un autre côté, les moteurs de convoyeur n'ont besoin que de signaux marche/arrêt, bien que les entraînements soient utilisés pour gérer le couple supplémentaire sur le moteur.

Ces applications typiques sont alourdies par une installation longue et une mise en service complexe. En utilisant des produits dont l'opération par défaut des bornes de contrôle correspond aux exigences de base de l'application, le temps d'installation peut être significativement réduit. Si l'application est simple, des produits doivent être utilisés qui ont les paramètres requis définis par défaut, éliminant ainsi tout temps de mise en service supplémentaire.

Un autre produit à considérer est le Démarreur à Vitesse Variable. Ceux-ci sont conçus sans clavier, ce qui peut limiter la flexibilité, mais ils peuvent créer une conception d'armoire de contrôle rentable et réaliste. Plusieurs utilisateurs d'entraînements préfèrent que les opérateurs n'aient pas accès au clavier, car cela rend le système susceptible à des changements, accidentels ou non. De plus, une fois la porte de l'armoire fermée, le clavier est de toute façon inaccessible, donc l'utilisation d'un démarreur sans clavier peut réduire la complexité et le coût de l'armoire.

Les applications nécessitant plusieurs composants de contrôle moteur nécessitent également une protection de circuit en amont pour chaque dispositif. Par exemple, cinq ventilateurs nécessiteront cinq moteurs, cinq entraînements et cinq disjoncteurs/fusibles, résultant en une armoire de contrôle beaucoup plus grande. Mais un entraînement testé UL peut résoudre ces problèmes d'espace. Le groupement de moteurs permet à jusqu'à cinq entraînements d'être protégés par un seul dispositif de court-circuit en amont. Ainsi, le groupement de moteurs peut entraîner des économies de matériel et de main-d'œuvre, ainsi qu'une simplification de la conception de l'armoire.

Considérations de Câblage

La disposition physique des AFD peut grandement influencer le câblage de l'armoire. Il existe deux dispositions différentes pour les fils d'alimentation et de charge :

• Alimentation, charge et câblage de contrôle par le bas des entraînements
• Câblage type contacteur avec câblage ligne en haut, charge en bas, et commande sur la face de l'entraînement

Des produits comme le démarreur à vitesse variable peuvent éliminer le besoin de câblage supplémentaire et de verrouillages mécaniques, tout en réduisant l'espace d'armoire requis. Le câblage type contacteur est simplifié en termes de schémas de câblage et nécessite moins de temps de mise en service.

Considérations de Mise en Service

La configuration des paramètres de l'entraînement de fréquence nécessite du temps supplémentaire pour l'installation. Cela peut être réduit en utilisant des outils de copier/coller, qui peuvent transférer les réglages d'un entraînement à l'autre. Par exemple, si un système CVC est composé d'un ventilateur de refroidissement et d'un compresseur, les outils peuvent stocker les paramètres. Ceux-ci peuvent ensuite être utilisés lors de la réinstallation, la reconfiguration ou les sessions de dépannage.

Pour les applications de base, le nombre de paramètres peut être faible, comme la fréquence du moteur, le courant nominal et la fréquence fixe. L'utilisateur peut les modifier en parcourant le menu des paramètres sur l'entraînement ou via des outils basés sur PC.

En identifiant l'application avant de sélectionner l'entraînement, le temps de câblage, le temps de mise en service et le coût des matériaux peuvent être réduits significativement. L'utilisation d'outils peut aboutir à une simplification et une plus grande gérabilité à long terme, résultant dans le développement d'armoires efficaces.

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