Sortie variateur frequence

[OJN]

Bonjour à tous,

j'ai fais l'acquisition d'une petite perceuse à colonne monophasée sans prétention (chinoise) qui pour l'instant marche bien mais le changement de vitesse se fait par l'intermédiaire de 2 courroies et 3 poulies (du classique en somme) et à la longue c'est un peu fastidieux lorsque l'on doit changer 2-3 fois de forets pour percer un trou dans de l'acier.

J'envisage donc d'acheter un petit variateur de fréquences sachant que je vais peut être bientôt acheter un moteur triphasé 3cv et que je n'ai que le mono chez moi.
J'en cherche un qui pourrait donc me servir à la fois pour ma perceuse à colonne faisant 500w et mon futur moteur triphasé 3cv soit 2200w. Dans cette optique il me faut une sortie qui puisse produire du mono et du tri.

J'ai commencé à regarder les habituelles chinoiseries vendues (car autant dire que je vais pas mettre 600€ sachant que ma perceuse vaut 150€ à peine...) et je me demande si "implicitement" les sorties de variateur de fréquences triphasés 220v produisent également du 220v mono ? En gros brancher 1 seule phase au lieu de 3 en sortie. A mon avis non mais sait on jamais

Pour l'instant je lorgne celui là (promo + 0€ de fdp) :

https://fr.aliexpress.com/item/1pc-2KW-3HP-Single-Phase-Variable-Frequency-Inverter-Drive-Inverter-VSD-VFD-Universal-Motor-Speed-PWM/32830245856.html?spm=a2g0w.search0104.3.247.MXs15R&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_10152_10065_5000015_10151_10344_10068_10345_10342_10343_51102_10340_10341_5130015_10609_10541_10084_10083_10305_10304_10307_10306_10302_10610_5870020_5080015_10312_10059_10313_10314_10184_10534_100031_10604_10603_10103_10605_10594_5060015_10142_10107,searchweb201603_2,ppcSwitch_2&algo_expid=280f8bf7-e2bc-41a2-ace9-9d22fc34f4c8-39&algo_pvid=280f8bf7-e2bc-41a2-ace9-9d22fc34f4c8&rmStoreLevelAB=5

Petite question subsidiaire, si je branche mon moteur 500w sur un tel variateur de fréquence (2200w) aurais je un réglage fin sur ce moteur ou bien le VF est il surdimensionné ?

Merci

 

[osiver]

La réponse "universelle" est non pour le branchement d'un moteur mono sur la sortie tri d'un variateur
Il y a au moins une raison qui est que le condensateur permanent ne fera plus son effet lorsque la fréquence baissera sous 50Hz et si vous essayez de monter au-dessus de 50Hz, il risque de chauffer. Sans compter que le courant fourni pas le variateur est composé de créneaux à haute fréquence que ne va pas aimer le condensateur.
Il faut aussi considérer la possible présence d'un condensateur de démarrage.
Après, suivant les moteurs et les variateurs, c'est parfois possible mais ...
Regardez les posts récents, il y a justement un lien vers un court document de Schneider sur le sujet.

 

[tooof]

Et pourquoi mettre un moteur 4 fois plus puissant que celui d'origine ? Avec un 0.75 kW, cela devrait fonctionner, et cela permet de réduire les couts tant sur le moteur que sur le variateur. Ca devrait déjà largement dépasser le prix de la machine d'origine.

 

[OJN]

Bonjour et merci de vos réponses.

En tombant sur les FAQs de Schneider c'est vrai qu'à priori ce n'est pas conseillé de mettre un "vrai" moteur monophasé branché sur un variateur de fréquences mais au final je m'en doutais un peu quand même

https://www.schneider-electric.fr/fr/faqs/FA17790/
Pour tooof c'est vrai que j'ai peut être mal expliqué ce que je veux faire. Je me reprends donc et y apporte quelques éclaircissements. Pour résumer je souhaite un VF qui puisse sortir du courant mono et tri pour alimenter une perceuse à colonne pour l'instant alimentée en 500w mono et un futur moteur probablement de 3cv en tri (ou non) qui me servira lorsque j'aurais fini de construire ma ponceuse à bande (backstand). Actuellement j'ai un moteur 1.5cv tri récupéré du voisin auquel j'ai mis un condensateur, ca tourne bien...à vide, en conditions réelles je pense que ce sera un peu juste d'où la réflexion sur le moteur 3cv.

Au final, le plus simple serait peut être de modifier le moteur de la perceuse pour augmenter un peu sa puissance (genre 0.75kw en tri), ainsi je pourrais me servir du VF. Reste à le trouver avec le bon axe et savoir si la perceuse tiendra le choc

 

[chabercha]

Bonjour
OJN, bienvenue sur usinages.com.
Je suis d'accord que la variation de vitesses obtenue par les variateurs peut être appréciable pour certaines application.
Maintenant si tu veux alimenter plusieurs machines à peu de frais tu peux passer au moteur pilote.
Alimentation 220 mono, sortie 220 tri mais évidemment pas de variation de vitesses.
A+Bernard

 

[chabercha]

Actuellement j'ai un moteur 1.5cv tri récupéré du voisin auquel j'ai mis un condensateur, ca tourne bien...à vide, en conditions réelles je pense que ce sera un peu juste d'où la réflexion sur le moteur 3cv.

En fait tu as créer ton moteur pilote mais avec la perte de puissance.
Si tu alimentes un moteur derrière celui là tu as ton réseau triphasé mais sans perte de puissance.

 

[OJN]

Bonjour Bernard, merci de ta contribution.

Je ne connais guère les moteurs pilotes mais il est clair pour moi que la possibilité de variation de vitesses est essentielle (perceuse à colonnes, backstand travail du bois et du metal etc).

Que pensez vous du VF en promo que j'ai mis en lien ? Vous semble t-il honnête et surtout compatible avec les applications que je souhaite faire à savoir brancher dessus un moteur 3cv et éventuellement plus tard un moteur 1cv. J'ai un peu peur (surement à tort) que le VF soit trop "gros" pour brancher dessus un moteur 1cv et que je ne puisse pas ajuster en finesse par la suite la vitesse de rotation.

Olivier

 

[chabercha]

Je n'utilise pas les varios malgré les 3 que j'ai, principale raison le tri que j'ai et pas vraiment de besoin en tant qu'amateur.
La seule fois ou je les utilises c'est pour faire des essais.
Je serai de très mauvais conseils pour le choix de tel ou tel matériel.

 

[Momoclic]

Bonjour,
Ton idée d’avoir un variateur de fréquence pour tes deux moteurs me semble intéressante.
La vitesse de rotation en tours minute (rpm) d’un moteur triphasé est liée au nombre de paire de pôles :
60 x f / P
Ou f est le fréquence en hertz et P le nb de paire de pôle.
Ainsi à 50 hz, fréquence du secteur, un moteur à une paire de pôles aura une vitesse de 60 x 50 = 3000 rpm (sans glissement).
Donc pour faire varier la vitesse le variateur sera réglable entre quelques hertz et 50 hertz voire plus...
Sur cette partie je suis sûr de ce que j’avance, mais pour la suite ça se complique !
Le couple et la puissance vont varier avec cette vitesse, le variateur doit user d’un stratagème pour conserver le couple nécessaire à l’usinage...
À moins de choisir sur la perceuse la vitesse la plus petite et d’utiliser un fréquence supérieure qui fera tourner le moteur plus vite mais là je suis face àune nouvelle interrogation. Jusqu’à quelle vitesse peut-on aller ?
Il existe des variateur jusqu’à 400 hz, voire 1000 hz ça me semble irréaliste pour un moteur non prévu à cette effet.
En résumé si je comprends bien l’idée, pour sa réalisation et le choix d’un système VFD je me réfère à vos compétences.
Merci.

 

[OJN]

Bonjour,
Ton idée d’avoir un variateur de fréquence pour tes deux moteurs me semble intéressante.
La vitesse de rotation en tours minute (rpm) d’un moteur triphasé est liée au nombre de paire de pôles :
60 x f / P
Ou f est le fréquence en hertz et P le nb de paire de pôle.
Ainsi à 50 hz, fréquence du secteur, un moteur à une paire de pôles aura une vitesse de 60 x 50 = 3000 rpm (sans glissement).
Donc pour faire varier la vitesse le variateur sera réglable entre quelques hertz et 50 hertz voire plus...
Sur cette partie je suis sûr de ce que j’avance, mais pour la suite ça se complique !

On est 2 à être sûr

Pour la suite concernant le couple et la vitesse, j'avais déjà pensé à cela de mon côté aussi. Je m'étais fais cette réflexion naïve : le but étant de ne plus toucher aux courroies de la perceuse, vaut il mieux être sur la plus petite vitesse et augmenter la fréquence lorsque l'on utilise des petits forets ou bien se mettre sur la plus grande vitesse et diminuer la fréquence en fonction du foret ? Une simple réflexion basique me fait penser que ni l'un ni l'autre

En effet si l'on souhaite (pour schématiser) jouer dans la plage 250/2500rpm, si l'on se met par défaut avec les courroies en 250rpm il faudra donc monter à 500hz pour aller à 2500 rpm.
De même si l'on se met par défaut avec les courroies en 2500rpm il faudra donc diminuer à 5hz pour aller à 250 rpm sauf que souvent "ça décroche" à priori vers 15-17hz.

Ma conclusion était qu'il valait mieux se mettre avec les courroies vers les 500rpm pour naviguer entre 20/25hz et 250hz à tester bien sur et à affiner en conditions réelles...

PS: je pense que je vais commander sous peu ce VF je verrais bien d'ici 3 semaines ce que cela donne le temps pour moi de trouver un moteur tri 0.75kw voir plus avec un arbre en 14

 

[Momoclic]

Beaucoups de réponses à nos interrogations :

https://www.usinages.com/threads/variateurs-de-frequences-trucs-astuces-et-generalites.14040/

Indéniablement baisser la fréquence fait perdre du couple. Cependant il avec de bons réglages on peu en récupérer un peu. Dans l'idée on tourne à 400v et jusqu'à 87 hz ce qui fait qu'un 1500 rpm tourne à 2600 rpm.

La meilleure des solutions serait de fonctionner en boucle fermée.
J'ai cherché un peu comment adapter un moteur (capteur) pour l'associer au variateur mais je n'ai rien trouvé (pour le moment j'espère)

 

[OJN]

Beaucoups de réponses à nos interrogations :

https://www.usinages.com/threads/variateurs-de-frequences-trucs-astuces-et-generalites.14040/

Indéniablement baisser la fréquence fait perdre du couple.

En es tu sur ? La monter oui je suis d'accord on perd en couple mais la descendre je pense qu'on y gagne étant donné que la puissance moteur reste la même et que cette puissance est la multiplication de la vitesse angulaire par le couple. Mécaniquement si on diminue la vitesse angulaire on gagne en couple.

Ceci dit j'en mettrai pas ma main au feu étant donné qu'une baisse de vitesse résultant de 2 poulies et une baisse résultant d'un changement de fréquence est sûrement...différent dans les conséquences

 

[osiver]

étant donné que la puissance moteur reste la même et que cette puissance est la multiplication de la vitesse angulaire par le couple. Mécaniquement si on diminue la vitesse angulaire on gagne en couple.

Non, parce que le variateur baisse aussi la tension. cf. courbe V/F

 

[OJN]

Le variateur de fréquence fait juste varier...la fréquence non ?

D'ailleurs les moteurs asynchrones ne fonctionneront pas avec une tension différente de ce qu'il leur faut normalement...du moins je pense !

Par contre en ce qui concerne les moteurs universels style machine à laver le linge là je suis d'accord qu'un variateur de tension (cette fois ci) fera varier...la tension et donc le couple (vu que P=UI et P=CW).

Il y'a quelque temps j'avais branché un tel moteur sur une batterie de voiture et il tournait au ralenti comme attendu et je pouvais stopper l'axe moteur avec 2 doigts facilement ce que je n'aurais pas pu faire sur du 220v (enfin pas testé...)

En ce qui concerne le lien fourni plus haut vers les trucs et astuces de VF, j'en ai relevé quelques phrases intéressantes :

Les moteurs sont prévus pour fonctionner la plupart du temps jusqu'à 60Hz. Donc de base, vous pouvez avoir 100% du couple nominal jusqu'à 60Hz.

A savoir que le couple normalement disponible à 100Hz est à peu prés égale à la moitié du couple nominal (P=C.omega... vu que la puissance est constante, et que omega augmente... C diminue proportionnellement).

Si les grands manitous des VF passent qu'ils n'hésitent pas à clarifier les choses

 

[delorge64]

Salut OJN,
J'ai aussi une chinoiserie de perceuse à colonne, plus petite. J'ai remplacé le moteur de 350 w (très modestes' les watts chinois!) par un 250 w tri bien de chez nous avec un VdF.
Resultat: puissance à la broche bien augmentée, je ne touche presque plus à la courroie et le couple est correct des 15-20 hertz, jusqu'à 80hertz.
Malgré 100w théoriques de moins, des trous de 13 mm dans l'acier ne la font plus caler.
Dans ton cas, tu devras faire réaléser la poulie du moteur, je l'ai fait faire pour mon tour à bois (même modification), c'est pas compliqué.
Épilogue: depuis que je l'ai passé en tri, je me sers beaucoup plus souvent de cette perceuse!!!
A+
Michel

 

[midodiy]

A savoir que le couple normalement disponible à 100Hz est à peu prés égale à la moitié du couple nominal (P=C.omega... vu que la puissance est constante, et que omega augmente... C diminue proportionnellement).
Pour au dela de 50Hz, c'est exactement ça! Donc si on alimente en 100hz un moteur prevu pour 50hz, il sera moitié moins coupleux. On pourrait conserver son couple en l'alimentant avec une tension double soit 440V mais les variateurs ne font pas ça, max 220V!
Et en dessous de 50hz, comme on est obligé de sous-alimenter le moteur (imagine, l'inductance du moteur etant toujours la meme, le moteur alimenté en 25Hz, le courant serait doublé si on continuait à lui donner 220V! A 5Hz, il serait multiplié par 10!) on garde le meme couple donc on perd en puissance.
Un moteur alimenter en 25Hz sera moitié moins puissant, a 10Hz 5fois moins puissant!
Les variateurs qui fonctionnent en boucle fermé (pas forcement avec un capteur, la mesure des courants suffit), pour faire croire que l'on ne perd pas, sur-alimente le moteur en cas de demande de couple mais pendant un temps limité a environ 1 mn pour ne pas cramer le moteur...

 

[OJN]

Bonjour Michel, merci de ton retour.

Tu parles de couple correct de 15hz à 80hz mais as tu essayé de monter plus haut que 80hz ? Pour les petits forets (du 4 par exemple) cela te suffit il ?

Te rappelles tu sur quelle vitesse de base sont réglées tes courroies ? Merci

Pour l'instant j'ai pas trop tapé dedans j'ai juste percé en 13 pour faire un essai et ca passe. J'attends un foret de 19 à queue réduite (désolé pour les plus jeunes^^) pour percer une 50aine de trou dans du profilé carré de 80x80x8 de là j'aurais une meilleure idée de la qualité je pense

J'ai démonté la poulie à la sorte du moteur hier pour voir l'arbre et il est en diamètre 14 donc je recherche un moteur tri 1cv voir un poil plus en diamètre 14 mais ca doit pas être courant à mon avis je vais finir par en récupérer un en diamètre 19 et acheter une nouvelle poulie étagée.

Je parle de tout cela car je viens d'acheter mon variateur de fréquence 3cv (une autre chinoiserie) pour...69€ fdp inclus

L'équivalent en puissance (si l'on peut dire...) Schneider vaut 450€ ce qui était beaucoup de trop pour une perceuse à 100-150€...

 

[Alex31]

Bjr
question 1: est-ce que tu as le triphasé (au comptuer)? si oui tu passe le moteur mono en triphasé en virant le condo et plus de soucis de variateur tri qui fonctionne sur une phase

question 2 (qui est ma réponse)

baisser la fréquence fait perdre du couple

Momoclic me corrigera peut-etre, mais je pense qu'il voulais dire réduire la vitesse en baissant la fréquence fait perdre du couple par rapport à une réduction par train de poulie / courroie

en baissant la fréquence, le couple moteur "va rester constant", mais la puissance disponible au mandrin va baisser
ne pas espérer pouvoir percer avec un foret de 16mm en tournant à 15hz
en gardant le même moteur +poulie/courroie qui faisait correctement le bouleau tourne à 50Hz

en cela passer à un moteur de 3cv solutionnera ce PB (bon commencer par un 0.75w ou 1.5kw ce serait déja pas lmal)

3- le couplage 87Hz
c'est un montage que l'on utilise quant on veut monter haut en fréquence, mais dans ce cas le moteur est déclassé car on a la puissance nominale à 87Hz

 

[OJN]

Bonjour midodiy

ce que je retiens de ton intervention, c'est que le couple est identique de 10-15hz à 50hz avec perte de puissance et qu'au dessus le couple diminue mais la puissance reste constante. Vulgairement c'est cela ?

 

[Momoclic]

Ce que j’ai retenu de mes récentes lectures c’est qu’un VFD à plusieurs modes de fonctionnement et de paramètrage. Le mode qui nous intéresse ici c’est de le faire fonctionner à couple constant. Le driver ajustant fréquence, déphasage, tension et donc intensité ce charge d’assurer le travail mais vraisemblablement cela demande un petite mise au point des réglages. Certain VFD possèdent une fonction d’auto-réglage.

 

[OJN]

Bonjour Alex,

non je n'ai pas le tri à la maison d'où mon achat d'un VF.

Dans l'absolu, je mettrai bien 3cv tri en remplacement de mon moteur 500w mono mais je pense pas que cela soit raisonnable

Déjà je suis même pas sur que la colonne supporterait le poids du moteur...

Bjr
Momoclic me corrigera peut-etre, mais je pense qu'il voulais dire réduire la vitesse en baissant la fréquence fait perdre du couple par rapport à une réduction par train de poulie / courroie

Dans l'état actuel de mes connaissances voilà ce que je comprends :

- réduction par train de poulie / courroie = augmentation du couple (ça j'en suis sûr)
- réduction de fréquence sous 50hz = couple identique mais perte de puissance

 

[midodiy]

ce que je retiens de ton intervention, c'est que le couple est identique de 10-15hz à 50hz avec perte de puissance et qu'au dessus le couple diminue mais la puissance reste constante. Vulgairement c'est cela ?

oui c'est ça, c'est la regle de base apres on peux toujours parametrer le variateur pour qu'il sur-alimente de 10 ou 20% . Accessoirement la ventilation du moteur devient insuffisante à basse vitesse et trop forte a haute vitesse. Il n'y a pas d'inconveniant à faire tourner un 1500 à 3000 mais un 3000 à 6000, j'ose pas!

 

[OJN]

Je commence à y voir plus clair, merci à tous. Pas évident de saisir tous les tenants et les aboutissants des modifications liées aux courroies, variateurs de fréquences etc...

Le mieux étant probablement de tester par soi même les différentes options ce que je ferai dans 3 semaines je pense

J'ai souvent lu et entendu que les roulements étaient fait pour aller jusqu'à 6000 rpm mais ça doit commencer à siffler pas mal à cette vitesse !

 

[Momoclic]

Les roulements c’est une chose mais pour le rotor du moteur l’équilibrage sera-t-il suffisant ?

 

[delorge64]

Salut OJN,
La courroie est le plus souvent en position milieu, je ne la déplace que pour les gros forêts ou les tout petits.
Pour la fréquence, je la fait varier entre 20 et 80 hertz. Moins de 20, pas longtemps car pas assez de refroidissement, plus de 80 la perte de couple deviens trop importante.
A+
Michel

 

[OJN]

C'est un peu la plage de fréquences à laquelle je m'attendais.

Quand tu dis que la perte de couple deviens trop importante, par quoi cela se traduit-il ? Un foret qui s’arrête au contact du métal ou bien un foret qui tourne toujours mais n'arrive pas à creuser ?

 

[delorge64]

Un forêt qui tourne sans attaquer la matière à percer, il est desaffute! Le manque de couple se traduit par le blocage dû forêt. C'est pour ça que t'as as plusieurs vitesses mécaniques, faible vitesse et gros couple pour gros forêt, grande vitesse et petit couple pour petit forêt.
Le VdF est super sur une perceuse, mais il ne supprime pas totalement le déplacement de la courroie, il ne fait que le rendre nettement plus rare.
A+
Michel

 

[midodiy]

Ce qui est tres penible, c'est les perceuses a 2 couroies et 3 poulies. Avec un variateur, il faudrait voir si on ne pourrait pas supprimer la poulie intermediaire et adopter une seule grande courroie...

 

[OJN]

Ce qui est tres penible, c'est les perceuses a 2 couroies et 3 poulies. Avec un variateur, il faudrait voir si on ne pourrait pas supprimer la poulie intermediaire et adopter une seule grande courroie...

Je suis dans ce cas là

Sauf que j'ai pas encore de variateur.

Comme je vais surement changer de moteur pour un plus gros, j'envisageais de virer la poulie du milieu et n'avoir plus qu'une courroie, moins de vitesses mais le variateur étant présent ce ne serait pas gênant.

Reste à trouver le bon moteur (pas trop gros sinon la poulie sort du capot de protection...) et la bonne longueur de courroie.

 

[vres]

Un moteur fourni le couple qu'on lui demande. Si on lui demande plus que ce qu'il est prévu il est en surcharge et comme le couple est directement lié au courant si on est est en surcharge on dépasse le courant nominal, donc surchauffe La fréquence ne change rien.
En revanche tout moteur a une FCEM proportionnelle a la vitesse il vaut bien entendu un tension proportionnelle a la vitesse car sinon c'est la résistance du moteur qui va encaisser la difference de tension, donc énorme surchauffe.