Alors que les fabricants continuent de lutter contre l'augmentation des coûts d'exploitation et la pression pour réduire la consommation d'énergie, les variateurs de fréquence (VFD) deviennent une solution populaire. Outre les économies financières résultant de la réduction substantielle de leur consommation d’électricité et de leur consommation globale d’énergie, d’autres avantages peuvent également être réalisés. Ce livre blanc se concentrera sur les nombreux avantages de la régulation de la vitesse du moteur des solutions de contrôle des fumées de soudage à l'aide de VFD.

 

 

L'EPA (Environmental Protection Agency) a des exigences pour le contrôle des émissions de composés métalliques. Vous devez implémenter un ou plusieurs des éléments suivants:

 

• Utilisez un procédé de soudage avec des capacités réduites de génération de fumée
• Utilisez des variations de processus de soudage, ce qui peut réduire les taux de génération de fumée
• Utilisez des métaux d'apport de soudage, des gaz de protection, des gaz vecteurs ou d'autres procédés pour réduire la génération de fumées de soudage
• Optimiser les variables du processus de soudage pour réduire la quantité de soudage
• Utiliser un système de captage et de contrôle des fumées de soudage

 

Il existe une variété de solutions portables, fixes et techniques pour le contrôle des fumées de soudage. Étant donné que le fonctionnement de l'équipement de contrôle des fumées de soudage est affecté par divers facteurs, y compris l'utilisation et le positionnement appropriés de l'équipement, l'entretien de l'équipement et la procédure et l'application de soudage spécifiques, il est important de contacter un expert pour déterminer la solution la mieux adaptée à votre application.

 

 

L'utilisation d'une solution de contrôle des fumées de soudage vous permet non seulement de répondre aux exigences de sécurité et d'environnement, mais la régulation de la vitesse du moteur en utilisant un VFD peut également réduire considérablement votre consommation d'électricité et votre consommation d'énergie globale. Un VFD est connu sous de nombreux noms, tels qu'un onduleur, un variateur de vitesse (VSD), un convertisseur de fréquence ou un convertisseur de fréquence. Ils signifient tous essentiellement la même chose; un contrôleur électronique qui ajuste la vitesse d'un moteur électrique en modulant la puissance délivrée. La façon de contrôler la vitesse du moteur est de changer la fréquence de l'alimentation en courant alternatif (CA) dans l'entrée. Les VFD offrent un contrôle continu, vous permettant de contrôler la sortie de l’équipement en fonction des besoins de l’opération.

 

L'équipement de ventilation pour l'extraction des fumées est souvent utilisé sans contrôle de vitesse. Au lieu de cela, le débit est traditionnellement contrôlé par étranglement avec une vanne ou un registre. Lorsque le débit est contrôlé sans réguler la vitesse du moteur, le moteur du ventilateur tourne en continu à pleine vitesse. Étant donné que les systèmes de contrôle des fumées de soudage nécessitent rarement un débit maximal, un système fonctionnant sans contrôle de vitesse gaspille des quantités importantes d'énergie, et par conséquent d'argent, pendant la majeure partie de son temps de fonctionnement.

 

 

Afin d'obtenir les meilleures performances de chaque moteur, vous devez rechercher les spécifications du moteur car elles sont affectées par les différentes résistances de bobine ainsi que par la résistance du stator et du rotor. Tous ces différents paramètres ne doivent être reconnus que par VFD avec capacité d'adaptation automatique du moteur (AMA). Lorsque le moteur a été blindé par le VFD, une tension de sortie idéale à chaque condition peut être utilisée pour permettre au moteur de fonctionner à son meilleur rendement, également connu sous le nom de meilleur point d'efficacité (BEP). Trouver le BEP d'un moteur peut fournir une augmentation d'efficacité de 3 à 4% et, par conséquent, une réduction d'énergie.
 
Après avoir trouvé le BEP, vous pouvez regarder les économies majeures lors de l'utilisation d'un VFD. Notez que la relation entre les révolutions de la turbine du ventilateur et la puissance consommée est au cube.
 
Lorsque vous utilisez le moteur à plein régime, la consommation d'énergie sera de 100%, mais si vous faites tourner le moteur à 80% de son régime, la puissance sera évaluée à 0,8 x 0,8 x 0,8 = 51,2% de la consommation d'énergie. Reportez-vous au graphique ci-dessous.

 

Outre les économies réalisées lorsqu'un ventilateur fonctionne, vous devez également tenir compte du courant d'appel induit par les moteurs lors du démarrage. Ces courants d'appel, qui sont bien supérieurs à la consommation de courant du moteur, nécessiteront des câbles et des fusibles de plus grande capacité. Un démarrage DOL régulier peut introduire un courant de démarrage jusqu'à huit fois le courant utilisé par le moteur lorsqu'il fonctionne en fonctionnement normal. Cependant, ce courant élevé ne sera nécessaire que pendant une courte période. Nous devons encore en tenir compte lors de la sélection des équipements périphériques utilisés avec le moteur. Dans l'image ci-dessous, le VFD ne dépasse pas le courant nominal au démarrage (c'est-à-dire qu'un ventilateur SF 1200, un moteur de 7,5 kW à 380 V 50 Hz avec IN de 14A peut être fusionné avec des fusibles 3x16A).

 

 

 

En plus des avantages énumérés ci-dessus, des économies de coûts peuvent également être réalisées grâce à des remises gouvernementales et des incitations financières, le cas échéant.
 
• Rabais - Utilisez des économies supplémentaires en profitant des rabais gouvernementaux sur les achats écoénergétiques. Visitez www.energy.gov ou www.energystar.gov pour plus d'informations sur les rabais dans votre région.
 
• Réponse à la demande - Les initiatives de réponse à la demande aident à réduire la demande d'électricité aux heures de pointe afin d'éviter toute tension sur votre système. Par exemple, les fabricants peuvent recevoir des incitations financières pour réduire leur consommation d'énergie lors des chaudes journées d'été.
 
• Analyse comparative - ENERGY STAR est un programme volontaire de l'Agence américaine de protection de l'environnement qui aide les entreprises et les particuliers à économiser de l'argent et à protéger notre climat grâce à une efficacité énergétique supérieure. Visitez www.energystar.gov pour plus de détails.

 

 

 

Pour réaliser les économies d'énergie que vous attendez, commencez par vous assurer que l'application s'exécute pendant une durée significative à un pourcentage nettement inférieur au rendement maximal. Lorsque vous envisagez une installation VFD, tenez compte de votre calendrier d'exploitation, ainsi que du type, de la taille et de l'âge des équipements de votre installation.