Lorsqu'un variateur de fréquence signale une alarme de surchauffe, la première réaction est souvent de vérifier si le courant du moteur a dépassé le courant nominal du variateur.

Un courant de sortie élevé peut certainement augmenter la génération de chaleur. Cependant, un variateur peut toujours surchauffer même lorsque le courant moteur affiché semble normal. En effet, la température interne du variateur est affectée par de nombreux facteurs autres que le courant moteur.

La fréquence porteuse, la température ambiante, la ventilation de l'armoire, l'état du ventilateur de refroidissement, l'accumulation de poussière, l'espacement d'installation, l'altitude et le cycle de charge peuvent tous influencer la température des composants de puissance.

Comprendre ces facteurs aide les ingénieurs à identifier la véritable cause de la surchauffe au lieu de simplement remplacer le variateur par un modèle plus grand.

D'où vient la chaleur à l'intérieur d'un variateur ?

Un variateur contient des composants redresseurs, un bus DC, des condensateurs, des modules semi-conducteurs de puissance, des circuits de commande et des composants de refroidissement.

Pendant le fonctionnement, le courant traversant le redresseur et les modules de puissance crée des pertes de conduction. Simultanément, les dispositifs semi-conducteurs de sortie s'allument et s'éteignent rapidement pour générer la forme d'onde PWM requise pour contrôler le moteur.

Chaque événement de commutation produit une petite quantité de perte d'énergie. La chaleur générée par un seul événement peut être limitée, mais des milliers d'événements de commutation se produisent chaque seconde. La perte de commutation accumulée peut donc devenir une partie importante de la chaleur interne du variateur.

De la chaleur supplémentaire peut également provenir du circuit de charge, des composants du bus DC, de l'unité de freinage interne, de l'alimentation de contrôle et des équipements environnants à l'intérieur de l'armoire électrique.

Pourquoi la fréquence porteuse affecte-t-elle la température du variateur ?

La fréquence porteuse détermine la fréquence à laquelle les dispositifs semi-conducteurs de sortie du variateur commutent.

Une fréquence porteuse plus élevée peut réduire le bruit audible du moteur et améliorer la régularité de la forme d'onde du courant moteur. Pour cette raison, certains utilisateurs augmentent la fréquence porteuse lorsque le moteur produit un son aigu évident.

Cependant, l'augmentation de la fréquence porteuse augmente également le nombre d'événements de commutation par seconde. Plus d'événements de commutation signifient généralement des pertes de commutation plus élevées et une chaleur supplémentaire à l'intérieur du variateur.

Le courant moteur peut rester en dessous de la valeur nominale pendant que la température du variateur continue d'augmenter. Dans cette situation, l'affichage du courant seul ne montre pas l'état thermique complet du variateur.

La fréquence porteuse doit donc être sélectionnée en fonction du moteur, de l'application, de la longueur du câble, des exigences de bruit, de la température ambiante et des recommandations du fabricant du variateur. La régler inutilement haut peut réduire la capacité de sortie disponible ou nécessiter un détarage.

Comment la température ambiante affecte-t-elle le refroidissement ?

Un variateur transfère la chaleur de ses composants de puissance vers un dissipateur thermique, puis libère cette chaleur dans l'air ambiant.

Si l'air entrant dans le variateur est déjà chaud, la différence de température entre le dissipateur thermique et l'environnement ambiant devient plus petite. Le système de refroidissement ne peut plus évacuer la chaleur aussi efficacement.

Cette situation est courante dans les armoires de commande fermées, les installations extérieures exposées au soleil, les usines avec des fours ou des équipements de chauffage, et les environnements où plusieurs appareils de forte puissance sont installés à proximité les uns des autres.

La température à l'intérieur d'une armoire électrique peut être significativement plus élevée que la température ambiante. Mesurer uniquement la température de l'atelier peut donc conduire à une conclusion erronée. La température doit être vérifiée près de l'entrée d'air du variateur dans les conditions de fonctionnement réelles.

Pourquoi la ventilation de l'armoire est-elle importante ?

Un ventilateur de refroidissement ne peut déplacer l'air que lorsqu'il y a un chemin d'écoulement dégagé. Si l'entrée, la sortie, le filtre de l'armoire ou le conduit d'air du variateur est bloqué, l'air chaud peut circuler à l'intérieur de l'armoire au lieu d'être évacué.

Les problèmes d'installation courants comprennent :

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage Dégagement insuffisant au-dessus ou en dessous du variateur

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage Plusieurs variateurs installés trop près les uns des autres

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage L'air chaud d'un variateur inférieur entrant dans le variateur au-dessus de lui

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage Entrées d'air de l'armoire trop petites

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage Direction incorrecte du ventilateur

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage Filtres ou dissipateurs thermiques obstrués par la poussière

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage Câbles bloquant le chemin de ventilation du variateur

Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage Portes d'armoire fermées sans ventilation suffisante

Dans les environnements poussiéreux, les filtres et les dissipateurs thermiques nécessitent une inspection et un nettoyage réguliers. Un filtre peut sembler acceptable de l'extérieur alors que son flux d'air interne a déjà été considérablement réduit.

Un ventilateur de refroidissement peut-il causer une surchauffe intermittente ?

Oui. Un ventilateur de refroidissement peut toujours tourner mais ne plus fournir un flux d'air suffisant en raison de l'usure des roulements, de la poussière, d'une vitesse réduite ou d'une alimentation électrique instable.

Cela peut créer une surchauffe intermittente. Le variateur peut fonctionner normalement lorsque la charge ou la température ambiante est faible, mais signaler une alarme de surchauffe pendant des cycles de production plus longs ou des périodes plus chaudes.

Le personnel de maintenance doit vérifier non seulement si le ventilateur tourne, mais aussi si le flux d'air est fort et stable. Le temps de fonctionnement du ventilateur et les recommandations de remplacement doivent également être pris en compte.Pourquoi l'altitude nécessite-t-elle un détarage ?

En haute altitude, la densité de l'air diminue. Une densité d'air plus faible réduit la quantité de chaleur qui peut être évacuée par le même flux d'air.

Même si la température ambiante n'est pas particulièrement élevée, un variateur fonctionnant en haute altitude peut avoir une capacité de refroidissement inférieure à celle du même modèle installé près du niveau de la mer.

Les exigences d'isolation et de refroidissement des équipements électriques peuvent également varier avec l'altitude. Lorsqu'une installation dépasse l'altitude de fonctionnement standard du fabricant, l'exigence de détarage applicable doit être confirmée.

Que signifie le détarage d'un variateur ?

Le détarage signifie faire fonctionner le variateur en dessous de sa capacité de sortie nominale lorsque les conditions environnementales ou de fonctionnement sont plus exigeantes que les conditions nominales standard.

Un détarage peut être nécessaire en raison d'une température ambiante élevée, d'une haute altitude, d'une fréquence porteuse élevée, de cycles de charge exigeants ou d'une installation dans une armoire mal ventilée.

Par exemple, un variateur avec un certain courant nominal dans des conditions standard peut devoir fonctionner à un courant de sortie continu plus faible dans un environnement chaud. Alternativement, un variateur de plus forte puissance peut être sélectionné pour fournir une marge thermique suffisante.

Le détarage n'est pas une indication que le variateur est défectueux. C'est une méthode d'ingénierie utilisée pour maintenir la fiabilité et la durée de vie dans des conditions non standard.

Comment doit-on enquêter sur un problème de surchauffe ?

Lorsqu'un variateur signale une alarme de surchauffe, les ingénieurs doivent vérifier :

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Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage ·

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Fréquence et durée d'accélération, de décélération et de freinage L'historique des alarmes doit également être examiné. Si la surchauffe ne se produit qu'à un moment particulier de la journée, à une étape de production ou à une condition de charge, ce schéma peut aider à identifier la cause.

Utilisation des variateurs VEIKONG dans les applications à haute température

VEIKONG propose des solutions de variateurs pour une large gamme d'applications de moteurs industriels. Une sélection, une installation, une ventilation, des réglages de paramètres et une maintenance corrects sont essentiels pour un fonctionnement fiable.

Pour les applications impliquant des températures ambiantes élevées, des armoires fermées, une haute altitude, une fréquence porteuse élevée ou des charges lourdes continues, les clients doivent fournir les conditions de fonctionnement pertinentes lors de la sélection du produit.

Les équipes de vente et d'ingénierie de VEIKONG peuvent aider à évaluer l'application, recommander un modèle approprié et déterminer si une marge de puissance supplémentaire ou un détarage doit être envisagé.

Une lecture normale du courant moteur ne signifie pas toujours que l'état thermique du variateur est normal. En examinant l'environnement de refroidissement complet et les conditions de fonctionnement, les ingénieurs peuvent résoudre les problèmes de surchauffe plus précisément et protéger la fiabilité à long terme du système d'entraînement.

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Fréquence porteuse du variateur et chaleur

Détarage du variateur à haute température ambiante