Applications spécifiques des onduleurs dans 32 secteurs industriels
Un variateur de fréquence (également appelé variateur de fréquence) est un dispositif de commande électrique qui utilise la technologie de conversion de fréquence et la microélectronique pour commander les moteurs à courant alternatif en ajustant la fréquence de leur alimentation électrique. Grâce aux améliorations continues apportées à Automatisation industrielleLes onduleurs ont été largement utilisés.
Plus précisément, un variateur de fréquence (VFD) intègre la technologie de conversion de fréquence et la microélectronique. Il commande les moteurs à courant alternatif en modifiant la fréquence de leur alimentation électrique et se compose principalement d'un redresseur (CA/CC), d'un filtre, d'un convertisseur (CC/CA), d'un système de freinage, d'un variateur, d'un système de détection et d'un microprocesseur. Le variateur ajuste la tension et la fréquence de l'alimentation de sortie grâce à la commutation de transistors IGBT internes, fournissant ainsi la tension requise en fonction des besoins réels du moteur. Ceci permet non seulement des économies d'énergie et une régulation de la vitesse, mais aussi de multiples protections, telles que la protection contre les surintensités et les surtensions. Protection contre les surchargesStimulés par l'automatisation industrielle croissante, les onduleurs ont trouvé de nombreuses applications dans divers domaines.
S’appuyant sur des années d’expérience dans l’industrie, les onduleurs peuvent être utilisés dans 32 secteurs industriels typiques, notamment : les charges de climatisation, les charges de concasseurs, les charges de grands fours/calcinateurs, les charges de compresseurs, les charges de laminoirs, les charges de convertisseurs, les charges de palans, les charges de tables à rouleaux, les charges de pompes, les grues, les charges de camions-bennes, les charges de machines à tréfiler, les charges de véhicules de transport, les charges d’ascenseurs et de véhicules touristiques aériens, les charges d’alimentateurs, les charges d’empileurs-récupérateurs, les charges de ventilateurs, les charges de mélangeurs, les charges de machines à filer et les charges d’alimentation électrique spéciales.
Vous trouverez ci-dessous une analyse détaillée de leurs applications spécifiques dans ces secteurs :
1. Application des onduleurs aux charges de climatisation
Les systèmes de climatisation centralisée sont largement utilisés dans les immeubles de bureaux, les centres commerciaux, les supermarchés et les usines. Pendant la période de pointe estivale de consommation d'électricité, les climatiseurs représentent une part importante de la consommation électrique. Par temps chaud, la consommation d'électricité des climatiseurs dans des villes comme Pékin, Shanghai et Shenzhen représente plus de 40 % de la consommation électrique aux heures de pointe. Par conséquent, l'utilisation de convertisseurs de fréquence pour alimenter les groupes frigorifiques est une solution pertinente. Pompe à eauLes pompes à eau de refroidissement et les ventilateurs des systèmes de climatisation constituent une technologie efficace d'économie d'énergie. De nombreuses entreprises spécialisées dans la conservation de l'énergie des systèmes de climatisation ont vu le jour à travers le pays, leur technologie de base étant la régulation de vitesse par conversion de fréquence.
2. Application des onduleurs aux charges de concasseurs
Les concasseurs et les broyeurs à boulets sont largement utilisés dans les industries métallurgiques, minières et des matériaux de construction. L'application de la technologie de conversion de fréquence à ces équipements a donné des résultats significatifs.
3. Application des onduleurs aux charges importantes des fours/calcinateurs
Pour les grands fours rotatifs industriels (convertisseurs) utilisés dans la métallurgie, les matériaux de construction et la production de soude caustique, on employait couramment, par le passé, des moteurs à courant continu, des moteurs à collecteur, des moteurs à bagues, des régulateurs de vitesse en cascade ou des variateurs de fréquence. Cependant, ces méthodes impliquaient soit l'utilisation de bagues collectrices, soit un faible rendement. Ces dernières années, de nombreuses entreprises ont adopté la commande par variateur de fréquence, avec d'excellents résultats.
4. Application des onduleurs aux charges de compresseurs
Les compresseurs sont également des charges très répandues. Les compresseurs basse tension sont couramment utilisés dans divers secteurs industriels, tandis que les compresseurs haute tension et de grande capacité sont largement employés dans la sidérurgie (par exemple, pour les générateurs d'oxygène), l'exploitation minière, la production d'engrais chimiques et d'éthylène. L'adoption d'une régulation de vitesse par convertisseur de fréquence offre des avantages tels qu'un faible courant de démarrage, des économies d'énergie et une durée de vie prolongée des équipements.
5. Application des onduleurs aux charges des laminoirs
Dans l'industrie métallurgique, les grands laminoirs utilisaient traditionnellement des onduleurs AC-AC. Ces dernières années, les onduleurs AC-DC-AC se sont généralisés et l'adoption de systèmes AC pour les laminoirs est devenue une tendance, notamment pour les laminoirs à faible charge. Par exemple, le laminoir à aluminium multi-cages de l'usine nationale de produits en aluminium de Ningxia utilise des onduleurs à usage général, permettant un démarrage en charge à basse fréquence, un fonctionnement synchrone entre les cages, un contrôle constant de la tension et un fonctionnement simple et fiable.
6. Application des onduleurs aux charges de levage
La régulation de vitesse par convertisseur de fréquence garantit un fonctionnement stable et fiable des charges de levage. Les équipements de levage des hauts fourneaux dans les aciéries sont essentiels au transport des matières premières sidérurgiques et nécessitent un démarrage et un arrêt en douceur, une accélération et une décélération uniformes, ainsi qu'une grande fiabilité. Auparavant, la régulation de vitesse par cascade, par courant continu ou par résistance série du rotor était couramment utilisée, mais ces méthodes présentaient un faible rendement et une fiabilité médiocre. Le remplacement de ces méthodes par des variateurs de fréquence permet d'obtenir des résultats optimaux.
7. Application des onduleurs aux charges de convertisseurs
Pour les charges à convertisseur, le remplacement des unités CC par des systèmes de conversion de fréquence CA simplifie les opérations, améliore la fiabilité et assure un fonctionnement stable.
8. Application des onduleurs aux charges des tables à rouleaux
Les tables à rouleaux sont principalement utilisées dans l'industrie sidérurgique. L'adoption d'une commande par variateur de fréquence pour moteurs à courant alternatif améliore la fiabilité et la stabilité de l'équipement.
9. Application des variateurs de fréquence aux charges de pompage
Les types de pompes sont nombreux et largement utilisés : pompes à eau, à huile, chimiques, à boue et à sable. Elles vont des pompes basse tension de petite à moyenne capacité aux pompes haute tension de grande capacité.
De nombreuses sociétés de distribution d'eau utilisent la régulation de vitesse par conversion de fréquence pour les pompes à eau ; les industries chimiques et des engrais l'appliquent aux pompes chimiques et aux pompes alternatives ; et les industries des métaux non ferreux l'utilisent pour les pompes à boue — toutes obtenant d'excellents résultats.
10. Application des onduleurs aux charges des grues et des camions-bennes
Les engins tels que les grues et les camions-bennes nécessitent un couple élevé, un fonctionnement stable, une rotation fréquente en marche avant/arrière et une grande fiabilité. Les convertisseurs de fréquence permettent de répondre à ces exigences lors de la commande de grues et de camions-bennes.
11. Application des onduleurs aux charges des machines à tréfiler
Les machines de tréfilage pour la production de fil d'acier nécessitent un fonctionnement continu à grande vitesse. Avec une résistance du fil d'acier de 200 kg/mm², le système de régulation de vitesse exige une grande précision, une grande stabilité et une synchronisation parfaite.
12. Application des onduleurs aux charges des véhicules de transport
La technologie de conversion de fréquence est parfaitement adaptée aux charges telles que les wagonnets de transport de charbon brut dans les mines et ceux de métal en fusion dans les aciéries. Elle permet un démarrage et un arrêt rapides, une forte capacité de surcharge et une rotation avant/arrière flexible, garantissant ainsi un empilage du charbon uniforme, un contrôle précis du poids (évitant la surcharge ou le sous-chargement), une intervention manuelle minimale, une meilleure efficacité de production de charbon brut et des économies d'énergie.
13. Application des onduleurs aux charges des ascenseurs et des véhicules touristiques aériens
Les ascenseurs étant des appareils de transport de passagers, leurs systèmes d'entraînement doivent être extrêmement fiables, capables d'accélérer et de décélérer fréquemment, et de tourner dans les deux sens de rotation. Améliorer les performances dynamiques et la fiabilité des ascenseurs contribue à améliorer la sécurité et le confort des passagers, ainsi que l'efficacité opérationnelle. Auparavant, la régulation de vitesse par courant continu était largement utilisée pour les ascenseurs ; ces dernières années, la régulation de vitesse par conversion de fréquence des moteurs à courant alternatif s'est progressivement imposée, tant au Japon qu'en Allemagne. De nombreux fabricants d'ascenseurs chinois, tels que Shanghai Mitsubishi, Guangzhou Hitachi, Qingdao Fuji et Tianjin Otis, ont adopté la régulation de vitesse par conversion de fréquence. Par ailleurs, de nombreux ascenseurs existants ont été modernisés avec des systèmes de conversion de fréquence.
14. Application des onduleurs aux charges des lignes d'alimentation
Les alimentateurs, qu'ils soient à disques ou vibrants, sont largement utilisés dans les industries métallurgiques, énergétiques, charbonnières et chimiques. L'application d'une régulation de vitesse par convertisseur de fréquence apporte des résultats significatifs. Par exemple, l'alimentateur à disques de la ligne de production d'acide sulfurique de l'usine de colorants de Jilin Chemical Industry Co., Ltd. utilisait initialement une régulation de vitesse par glissement, ce qui entraînait un faible couple à basse fréquence, des pannes fréquentes et des blocages courants. Après l'adoption d'une régulation de vitesse par convertisseur de fréquence, le moteur asynchrone bénéficie d'une fiabilité accrue et d'une consommation d'énergie réduite. Plus important encore, la régulation en boucle fermée avec un transmetteur de température garantit un transport précis des matériaux, évitant ainsi un apport excessif d'oxydant (qui pourrait provoquer une surchauffe et des accidents) et assurant une production régulière.
15. Application des onduleurs aux charges des empileurs-récupérateurs
Les empileurs-récupérateurs sont des équipements essentiels pour le stockage et la récupération des matériaux dans les parcs à charbon, les docks et les mines. Ils permettent un stockage automatique et une récupération semi-automatique, améliorant ainsi la fiabilité des équipements et garantissant un fonctionnement stable sans à-coups ni vibrations. Lors de la récupération, la vitesse de rotation est ajustée selon le principe 1/cosφ, ce qui optimise l'efficacité de la roue à godets et l'homogénéité du transport du charbon par convoyeurs, un avantage appréciable pour les travailleurs.
16. Application des onduleurs aux charges de ventilateurs
Les ventilateurs sont omniprésents et largement utilisés dans des secteurs tels que la sidérurgie, l'énergie électrique, la métallurgie des métaux non ferreux, l'exploitation minière, la chimie, le textile, les fibres chimiques, le ciment et la papeterie. Auparavant, le débit d'air était souvent ajusté en modifiant l'ouverture du déflecteur, ce qui entraînait un gaspillage d'électricité important. L'adoption d'une régulation de vitesse par convertisseur de fréquence permet non seulement de réaliser des économies d'énergie, mais aussi de réduire l'usure mécanique et d'allonger la durée de vie des équipements.
17. Application des onduleurs aux charges de mélangeurs
Les mélangeurs sont largement utilisés dans les industries chimiques et pharmaceutiques. Le remplacement des autres méthodes de régulation de vitesse par une régulation de vitesse par conversion de fréquence offre de nombreux avantages.
18. Application des onduleurs aux charges des machines à filer
Les procédés de filature sont complexes, impliquant de multiples stations et nécessitant un contrôle de la tension (et dans certains cas, un contrôle de la position). L'application d'une régulation de vitesse par conversion de fréquence permet d'obtenir d'excellents résultats.
19. Application des onduleurs aux charges d'alimentation électrique spéciales
De nombreuses alimentations électriques, telles que les alimentations expérimentales et les alimentations pour avions (400 Hz), peuvent être réalisées à l'aide de convertisseurs de fréquence. Cette approche présente des avantages comme un faible investissement, des résultats rapides, une taille réduite et une utilisation simple.
20. Application des onduleurs aux charges des machines à papier
Dans l'industrie papetière chinoise, les machines à papier exigeant une grande précision utilisent majoritairement des régulateurs de vitesse à courant continu à thyristors (SCR), tandis que d'autres font appel à des moteurs à bagues collectrices ou à des moteurs à collecteur. Cependant, la présence de bagues collectrices et de balais en carbone engendre une faible fiabilité et une précision réduite, ce qui explique le retard des machines à papier (avec une vitesse typique d'environ 200 m/min seulement, bien inférieure aux 2 000 m/min des équipements étrangers). Par conséquent, l'adoption de la technologie de conversion de fréquence pour les machines à papier est devenue incontournable.
21. Application des onduleurs aux charges des équipements de blanchisserie et de repassage
Auparavant, les machines à laver et les fers à repasser des grands hôtels utilisaient des systèmes de régulation de vitesse mécaniques ou à variation de fréquence, ne permettant qu'une ou quelques vitesses fixes, ce qui les rendait inadaptés aux textiles nécessitant des lavages et des repassages fréquents. L'adoption de la régulation de vitesse par conversion de fréquence améliore considérablement l'efficacité des machines à laver.
22. Application des onduleurs aux charges des fontaines musicales
Les fontaines musicales, qui attirent de nombreux visiteurs, utilisent un système de contrôle par conversion de fréquence pour ajuster la hauteur et le volume des jets d'eau.
23. Application des onduleurs dans les machines à broyer et autres charges mécaniques
Les moteurs de broche des rectifieuses nécessitent des vitesses de rotation élevées, ce qui implique des fréquences d'alimentation élevées (par exemple, 200 Hz, 400 Hz, voire 800 Hz). Auparavant, l'alimentation des moteurs de broche était principalement assurée par des groupes électrogènes à fréquence intermédiaire, volumineux, peu efficaces, bruyants et imprécis.
24. Application des onduleurs aux charges des machines à cigarettes
Les machines à cigarettes importées précédemment dans l'industrie du tabac (telles que les Molins 8 et Molins 0) ne permettaient pas de régulation de vitesse en continu. Par conséquent, l'industrie du tabac devait principalement résoudre les problèmes de régulation de vitesse et de fiabilité. Les convertisseurs de fréquence offrent une solution technique simple, facile à utiliser et aux résultats significatifs.
25. Application des onduleurs dans les charges de réduction des vibrations et du bruit
De nombreuses charges, telles que les gros compresseurs d'air et les unités à fréquence intermédiaire, génèrent des niveaux élevés de bruit et de vibrations. L'application de la technologie de conversion de fréquence permet de réduire ces vibrations et ce bruit afin de se conformer aux normes en vigueur.
26. Application des onduleurs aux charges des machines d'impression et de teinture
La plupart des machines d'impression et de teinture sont composées de plusieurs unités combinées. Les exigences du procédé imposent que toutes les unités fonctionnent de manière synchrone à la même vitesse linéaire tout en maintenant une tension constante ; dans le cas contraire, des problèmes de qualité tels que la rupture du tissu, l'enroulement, une coloration irrégulière, une solidité des couleurs insuffisante et un rétrécissement excessif peuvent survenir. Auparavant, les machines d'impression et de teinture, qu'elles soient à alimentation partagée ou séparée, utilisaient des systèmes de régulation de vitesse à courant continu.
En raison des inconvénients inhérents aux moteurs à courant continu, l'industrie de l'impression et de la teinture a progressivement adopté la technologie de conversion de fréquence en courant alternatif. Les machines de sérigraphie rotatives — composées d'unités d'alimentation du tissu, d'unités d'impression, d'unités de convoyage pour la salle de séchage et d'unités d'enroulement du tissu — figurent parmi les systèmes de régulation de vitesse les plus complexes de l'industrie. L'adoption de la régulation de vitesse par conversion de fréquence permet un contrôle précis de la vitesse en chaîne, garantissant une excellente synchronisation, une grande précision et une fiabilité élevée.
27. Application des variateurs de fréquence aux charges des machines de moulage par injection
Les presses à injecter sont des équipements essentiels pour la transformation et le moulage des matières plastiques, caractérisées par une production importante et une forte consommation d'énergie. Auparavant, les méthodes d'économie d'énergie consistaient principalement à remplacer le couplage triangle (△) par un couplage étoile (Y), ce qui restait limité. L'adoption d'une régulation de vitesse par convertisseur de fréquence ne modifie pas la structure d'origine de la presse à injecter. Elle contrôle la pression ou le débit de la pompe à huile lors des différentes phases du processus (fermeture du moule, injection, maintien de la pression, démoulage et ouverture du moule), permettant ainsi une économie d'énergie de 20 % à 52 %. Cette technologie a efficacement remplacé l'ancienne méthode de régulation de vitesse par vanne proportionnelle, réduisant considérablement la consommation d'énergie. De nombreuses usines de moulage par injection du delta de la rivière des Perles ont modernisé leurs équipements avec des systèmes de conversion de fréquence. Lors de la modernisation des presses à injecter, il convient de veiller à l'accélération de la fermeture du moule (afin d'éviter une baisse de rendement) et à la réduction des interférences harmoniques aux bornes d'entrée et de sortie.
28. Application des onduleurs aux charges de protection de l'environnement (par exemple, le traitement des eaux usées)
L'attention portée à la protection de l'environnement s'accroît, car elle est essentielle au cadre de vie de l'humanité. Ceci a favorisé le développement des énergies propres et des « villes vertes ». La régulation de vitesse par conversion de fréquence peut être appliquée à trois types de charges environnementales : le traitement des eaux usées industrielles, les centrales de valorisation énergétique des déchets et le contrôle des fumées, des gaz d'échappement et des poussières industrielles.
29. Application des onduleurs dans les lignes de production (par exemple, verre, céramique, produits pharmaceutiques, boissons, aliments et emballage)
L'adoption de la régulation de vitesse par conversion de fréquence dans les lignes de production du verre, de la céramique, des produits pharmaceutiques, des boissons, des aliments et des emballages a donné d'excellents résultats.
30. Application des onduleurs aux charges des plateformes de forage pétrolier offshore
La régulation de vitesse par conversion de fréquence des moteurs à courant alternatif est nettement supérieure à la régulation de vitesse par courant continu pour le forage pétrolier, notamment dans les environnements poussiéreux et sableux, en raison de la plus grande fiabilité des moteurs à courant alternatif. Les plateformes de forage pétrolier offshore nécessitent des dispositifs de régulation de vitesse par conversion de fréquence.
31. Application des onduleurs aux charges des pompes électriques submersibles
Les pompes électriques submersibles sont utilisées pour l'extraction du pétrole dans les champs pétrolifères. Ces pompes fonctionnent dans des puits de pétrole de plus de 1 800 mètres de profondeur et utilisent généralement un démarrage à pleine tension à fréquence industrielle et un fonctionnement à vitesse constante, ce qui présente les inconvénients suivants :
• Courant de démarrage excessivement élevé, susceptible d’endommager l’isolation du moteur ;
• Génération d’un couple d’impact, susceptible d’endommager la structure de la pompe ;
•Force d'aspiration soudaine et élevée de la pompe, qui aspire facilement le sable et provoque le blocage de la pompe.
De plus, l'absence de système de stabilisation de tension et les fortes fluctuations du niveau de liquide dans le puits entraînent une instabilité de la tension et du courant, provoquant une surexcitation ou une sous-excitation du moteur submersible et entraînant des pannes.
32. Application des onduleurs aux charges de puces en polyester
Les granulés de polyester constituent l'un des principaux produits de l'industrie pétrochimique. La régulation de vitesse par convertisseur de fréquence offre une grande précision, facilite le contrôle de multiples points de régulation et garantit un fonctionnement stable et fiable. Son application améliore la qualité des produits et apporte des avantages considérables aux entreprises. De nombreuses entreprises ont adopté cette technologie lors de l'extension de leurs capacités de production.
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