Quelle est la plage de fréquence du moteur à variation de fréquence à aimant permanent d’une compresseur à vis ?

Plage de fréquences de fonctionnement normal

Dans les applications pratiques des compresseurs d’air à vis, la plage de fréquence de fonctionnement standard des moteurs à variation de fréquence à aimants permanents est généralement fixée entre…20Hz Jusqu’à 60HzEntre ces deux valeurs. Cette plage correspond à l’optimum opérationnel, déterminé en prenant en compte à la fois les performances du moteur, les caractéristiques mécaniques du compresseur et la stabilité du système. Dans cette gamme de fréquences, le moteur conserve un rendement élevé, tandis que le compresseur maintient une bonne efficacité volumétrique.

Facteurs limitant la fréquence inférieure

Bien que, théoriquement, le variateur de fréquence puisse fournir une fréquence plus basse, dans les compresseurs à vis, la fréquence minimale ne descend généralement pas en dessous de…15Hz Ou 20Hz. Les principaux facteurs limitants comprennent:

• Problème de dissipation thermique du moteur:Lorsque les moteurs à aimants permanents fonctionnent à basse fréquence, l’efficacité du refroidissement assurée par le ventilateur intégré diminue sensiblement, ce qui peut facilement entraîner une surchauffe du moteur.
• Lubrification et retour d’huile:Le compresseur à vis repose sur une différence de pression pour assurer la lubrification et le retour d’huile. Une fréquence trop basse peut entraîner une insuffisance de la différence de pression dans le système, perturber la circulation de l’huile à l’intérieur du compresseur et, par conséquent, provoquer une usure prématurée ou une surchauffe.
• Caractéristique du couple:À très basse fréquence, le moteur peut ne pas fournir un couple de démarrage et de fonctionnement suffisant, ce qui entraîne un fonctionnement instable de l’équipement.

Facteurs limitant la fréquence maximale

De même, la limite supérieure de la fréquence est généralement fixée à50Hz Ou 60Hz(c’est‑à‑dire la fréquence de réseau), certaines conceptions autorisent une surfréquence jusqu’à 70Hz À gauche ou à droite. Dépasser la limite conventionnelle entraîne les risques suivants:

• Augmentation des contraintes mécaniques:Une vitesse linéaire du rotor trop élevée augmente considérablement la charge sur les roulements, réduit leur durée de vie et peut même entraîner des défaillances mécaniques.
• Échauffement et pertes des moteurs électriques:Un fonctionnement à fréquence élevée accroît les pertes fer et les pertes cuivre du moteur, entraînant une forte élévation de la température et compromettant les propriétés magnétiques des aimants permanents.
• Limitation de la ligne du type hôte:La conception des lignes de profil du rotor et des jeux d’un compresseur est optimisée pour une vitesse de rotation spécifique; en cas de fonctionnement à des régimes excessifs, les fuites internes augmentent, ce qui réduit au contraire le débit de refoulement.

Applications spéciales de la conception à large bande

Avec les progrès technologiques, certains moteurs à aimants permanents à variation de fréquence, conçus pour des conditions de fonctionnement spécifiques, ont vu leur plage de fréquences s’élargir; par exemple, leur zone de fonctionnement peut atteindre10Hz Jusqu’à 100HzCes moteurs à large bande de fréquence font généralement appel à un ventilateur de refroidissement forcé indépendant afin de résoudre le problème de dissipation thermique aux basses fréquences, et sont équipés de roulements renforcés ainsi que d’un profil de rotor spécialement optimisé. Toutefois, leur coût est élevé et ils nécessitent une commande à onduleur de plus haut niveau; ils ne sont donc généralement utilisés que dans des applications où les fluctuations de consommation d’air sont très importantes ou lorsque des économies d’énergie extrêmes sont requises.

Conseils de sélection et d’utilisation

Lors du choix d’un compresseur à vis, il convient de ne pas rechercher aveuglément une plage de fréquence trop étendue. La solution la plus judicieuse consiste à sélectionner un équipement dont la plage de fréquence est adaptée aux courbes réelles de consommation d’air de l’usine, aux exigences de pression du réseau et aux conditions environnementales. Par ailleurs, lors de la phase de mise en service du système, il est recommandé, par le réglage des paramètres du variateur de fréquence, de limiter strictement la fréquence de fonctionnement du moteur à l’intervalle de sécurité prescrit par le fabricant, afin d’atteindre un équilibre optimal entre la durée de vie de l’équipement et les économies d’énergie.