Variateur de frequence = perte de puissance ?

S

simonpbmeca

Nouveau
Bonjour à tous. Je suis censé avec de bonnes connaissances théoriques en mécanique mais là, une question me taraude l'esprit :

Sur une machine outils dont la variation de vitesse de broche est gérée par le changement manuel de la position d'une courroie, on pourrait donc éviter cette étape manuelle en commandant le moteur électrique directement avec un variateur de fréquence adapté, disons 0 - 50Hz.

Imaginons, je positionne la courroie de transmission pour avoir la vitesse max en sortie de broche (2000tr/mn sans variateur) et que je n'y touche plus.
Après installation du variateur (commande par potentiomètre), je fais donc varier la vitesse de broche sans problème entre 10 et 2000tr/mn par exemple.

Et là se trouve mon blocage... a t'on la même puissance au niveau du mandrin si l'on fixe le variateur à 5Hz (200tr/mn) ? Par rapport à un fonctionnement sans variateur qui nous obligerait à redéplacer la courroie pour avoir ces 200 tr/mn ?

Pour le changement manuel de la position de courroie, je sais bien qu'il y a conservation de puissance, donc le couple et la vitesse de rotation évoluent de façon opposé mais proportionnellement pour garder la même puissance, mais une courroie qui ne bouge plus, je bloque sur que passa en terme de puissance...
 
K

kawah2

Compagnon
faut pas rêver, à 10hz ton moteur n'a pas beaucoup de pèche, alors à 5hz :shock:

eventuellement placer la courroie au milieu, et monter à 2000t en 90hz, par ex
 
FB29

FB29

Rédacteur
Et là se trouve mon blocage... a t'on la même puissance au niveau du mandrin si l'on fixe le variateur à 5Hz (200tr/mn) ? Par rapport à un fonctionnement sans variateur qui nous obligerait à redéplacer la courroie pour avoir ces 200 tr/mn ?
Couple et puissance baissent très vite avec la fréquence, voir ici:


Si tu veux conserver couple et puissance il faut utiliser les systèmes de variation de vitesses mécaniques de la machine. Si la machine n'en a pas, il ne faut pas en attendre des miracles.

C'est comme pour les perceuses à main. En entrée de gamme une seule vitesse mécanique, mais toujours deux vitesses pour les modèles plus évolués :-D.
 
S

simonpbmeca

Nouveau
Quel serait donc l'intérêt de remplacer la changement de rapport manuel par un variateur de fréquence sachant qu'on ne pourra jamais utiliser la puissance maximale du tour à n'importe quelle vitesse ? @kawah2 @FB29
 
desmo-phil

desmo-phil

Compagnon
Bonsoir
Perso je poitionerais ma courroie de façon à ne pas descendre au dessous de 20 à 25 htz et j'investirais dans un vario indus qui génère moins de perte de couple !
 
FB29

FB29

Rédacteur
Quel serait donc l'intérêt de remplacer la changement de rapport manuel par un variateur de fréquence sachant qu'on ne pourra jamais utiliser la puissance maximale du tour à n'importe quelle vitesse ?
Il n'y a pas beaucoup d'intérêt direct, à part ajuster la vitesse entre deux rapports. Et là encore, c'est discutable si la machine a une gamme de vitesses mécaniques bien étagée. En tournage, toutefois, on peut y voir un avantage pour faire varier la vitesse au cours d'une opération de dressage.

Par contre il y a des avantages indirects:
- démarrage sans à coups,
- freinage électrique,
- alimentation d'un moteur triphasé par un réseau monophasé,
- remplacement de contacteurs, y compris inversion de marche par un boîtier unique.

On peut aussi alimenter un ensemble de machines triphasées par un variateur unique avec la technique du moteur tampon.
 
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Bbr

Bbr

Compagnon
Il y a aussi un autre avantage non cité par @FB29 : Pouvoir baisser la vitesse minimale de la broche (avec évidemment une petite perte de puissance mais qui n'est pas forcément gênante, testé sur ma Z1 avec une fraise 3 tailles de 175x14 pour faire un plat sur un stub de 14 en 100C6 : vitesse mini broche horizontale 50t/mn et il fallait 36 t/mn pour Vc=20m/mn donc fréquence 36Hz = calcul de tête :lol:).
 
A

Alex31

Compagnon
Sur une machine outils
(Petit raisonnement simplifié)

on parle de quel type de moteur, d'un moteur triphasé classique ?

si oui
tu sais que P (puissance en W) = Couple(N.m) x Vitesse de rotation (en Rd/s)

si tu veux baiser la vitesse et garder la puissance, il faudrait que le couple augmente
Hors, dans un moteur Tri, le couple est crée par le Courant (en Ampère) => il faudrait que le moteur consomme plus d'ampère
de 50Hz à 5Hz il y a un facteur 10

crois-tu que envoyer 10x d'ampères dans un moteurs serait sans conséquence => NON
(en plus, on n'envoie pas des ampères dans un moteur c'est lui qui les demandes)
quand il n'a plus assez de puissance par rapport à la charge à entrainer, il décroche => perte de vitesse et couple , donc perte de puissance
 
S

simonpbmeca

Nouveau
Il y a aussi un autre avantage non cité par @FB29 : Pouvoir baisser la vitesse minimale de la broche (avec évidemment une petite perte de puissance mais qui n'est pas forcément gênante, testé sur ma Z1 avec une fraise 3 tailles de 175x14 pour faire un plat sur un stub de 14 en 100C6 : vitesse mini broche horizontale 50t/mn et il fallait 36 t/mn pour Vc=20m/mn donc fréquence 36Hz = calcul de tête :lol:).
Il faudrait aussi que j'apprenne l'importance du choix de ces vitesses en fonction des usinages, j'espère treouver de la doc en français ici ^^
 
S

simonpbmeca

Nouveau
(Petit raisonnement simplifié)

on parle de quel type de moteur, d'un moteur triphasé classique ?

si oui
tu sais que P (puissance en W) = Couple(N.m) x Vitesse de rotation (en Rd/s)

si tu veux baiser la vitesse et garder la puissance, il faudrait que le couple augmente
Hors, dans un moteur Tri, le couple est crée par le Courant (en Ampère) => il faudrait que le moteur consomme plus d'ampère
de 50Hz à 5Hz il y a un facteur 10

crois-tu que envoyer 10x d'ampères dans un moteurs serait sans conséquence => NON
(en plus, on n'envoie pas des ampères dans un moteur c'est lui qui les demandes)
quand il n'a plus assez de puissance par rapport à la charge à entrainer, il décroche => perte de vitesse et couple , donc perte de puissance
Vu comme ça, je comprends donc, merci. Effectivement, un moteur conçu pour une puissance max (P= U.I.cosphi) à un Hz max, donc à I max, il serait compliqué d'augmenter ce I lorsque le Hz baisse (U et cosPhi constant), question même de resistance des fils de bobinage si je comprends bien.

Merci pour l'explication
 
A

Alex31

Compagnon
tout à fait

puissance max (P= U.I.cosphi) à un Hz max, donc à I max,

mais ce n'est pas un Max, ce sont les caractéristiques nominales
le courant de démarrage, peut être supérieur au courant Nominal (de l'ordre de ( 4x ) 6x sur un court instant), si on démarre sous charge, on utilise souvent un démarreur étoile triangle (qui envoie du 400V dans le couplage prévu pour 230V pendant un bref instant), ça réduit le courant de démarrage

sur un tour c'est surtout le mandrin qui a de l'inertie (et un peu la chaine cinématique), la logique voudrait qu'on aie besoin de vitesse pour des petites pièces , et qu'on tourne lentement pour les grosses
 
Dernière édition:
K

kawah2

Compagnon
le courant de démarrage, peut être supérieur au courant Nominal (de l'ordre de ( 4x ) 6x sur un court instant), si on démarre sous charge, on utilise souvent un démarreur étoile triangle (qui envoie du 400V dans le couplage prévu pour 230V pendant un bref instant), ça réduit le courant de démarrage
eh ben, on en "apprend" à tout age :shock:
donc tu fais des étoiles/triangle avec un moteur 230/400V sur un réseau 400V :smt023
 
FB29

FB29

Rédacteur
Sur un réseau 380 V il faut un moteur 380 / 660 V. On démarre en étoile 660 V et ensuite on passe en triangle 380 V.
 

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