Par le Dr Mark Gardiner, directeur de Sprint Electric
Les fabricants sont soumis à une pression constante pour améliorer l'efficacité tout en maintenant une qualité de produit optimale. Ces deux objectifs peuvent s'avérer considérablement plus difficiles à atteindre en présence d'harmoniques de courant d'ordre élevé. Sans traitement, les harmoniques augmentent les pertes, réduisent la fiabilité et peuvent engendrer des surcoûts qui se répercutent directement sur la facture d'énergie du fabricant.
Le Dr Mark Gardiner, directeur de Sprint Electric, explique l'importance des harmoniques dans la commande des moteurs et comment le facteur de puissance deviendra un enjeu de plus en plus crucial pour les fabricants à l'avenir.
L'impact de la distorsion harmonique
Les harmoniques d'ordre élevé présentent deux problèmes majeurs. Premièrement, les harmoniques, à l'exception de celles à la fréquence fondamentale (50 ou 60 Hz), ne contribuent pas à la puissance requise par l'application finale. Par exemple, un moteur de mélange de matériaux aura besoin d'une certaine puissance, et les harmoniques d'ordre élevé n'y contribuent en rien.
Le Dr Mark Gardiner, directeur de Sprint Electric, possède une vaste expérience dans l'accompagnement des fabricants pour la réduction des harmoniques dans la commande des moteurs industriels.
Dans un système 50 Hz, seule la composante 50 Hz du courant transmet la puissance active à la charge. Les composantes d'ordre supérieur (harmoniques 5, 7 et 11) ne contribuent pas à la puissance de l'application et engendrent des pertes dans les câbles, les appareillages de commutation et les transformateurs, par effet Joule (pertes I²R).
De plus, les harmoniques élevées consomment une capacité précieuse du système et réduisent la durée de vie des composants. Elles perturbent également la tension d'alimentation au point de raccordement commun, ce qui peut causer des problèmes aux autres utilisateurs, déstabiliser le réseau et endommager les transformateurs d'alimentation.
Hausse des coûts de l'énergie
Face à la hausse des coûts de l'énergie ces dernières années, nos clients s'attachent davantage à minimiser la consommation d'harmoniques des variateurs afin de réduire leur consommation. Conjuguée aux surtaxes du fournisseur d'énergie, une faible contribution du facteur de puissance entraîne une perte d'efficacité. Les entreprises qui maintiennent un facteur de puissance supérieur à 0,95 sont exemptées de surtaxes.
Réduction des pertes harmoniques
Avec les variateurs de fréquence traditionnels, la seule solution pour réduire la pollution harmonique consiste à utiliser des filtres coûteux et encombrants, ce qui augmente le coût et la complexité du système. Notre technologie de conversion AC-AC permet de pallier ce problème.
Au siège social de Sprint Electric à Arundel, dans le Sussex, notre équipe s'attache à fournir à nos clients des solutions de commande moteur performantes. Notre variateur de fréquence régénératif, Generis, élimine les harmoniques de courant à la source et contribue à porter le facteur de puissance de l'installation au-dessus du seuil de 0,95.
En convertissant directement l'entrée AC en sortie AC variable, Generis présente un facteur de puissance de 0,99 et un taux de distorsion harmonique (THD) ultra-faible, inférieur à 4 %. Il est dépourvu de circuit de liaison DC et de condensateurs électrolytiques, sources potentielles d'harmoniques basse fréquence.
En réduisant le THD du courant d'entrée à des niveaux extrêmement bas, en maintenant un facteur de puissance élevé et en régénérant l'énergie de freinage, les fabricants peuvent transformer une perte latente en une économie tangible. Plus la consommation électrique d'un fabricant est élevée, plus l'impact est important. À 1,5 kW, le gain est modeste, mais à des niveaux de puissance supérieurs, les économies réalisées ont un impact significatif sur les coûts d'exploitation.
Grâce à Generis, un fabricant peut réaliser des économies substantielles, ce qui permet d'amortir rapidement l'investissement. Ce système garantit des économies d'énergie dynamiques et fiables, évitant le gaspillage d'énergie dans les résistances de freinage. Il en résulte des équipements plus performants et plus fiables, des courants plus stables et des factures réduites.
