Moteur à fréquence variable : pourquoi des ventilateurs de refroidissement séparés leur sont-ils installés ?

Dans les systèmes industriels de régulation de vitesse à fréquence variable, l'installation d'un ventilateur de refroidissement séparé pour unmoteur à fréquence variableest une mesure clé pour garantir un fonctionnement stable de l'équipement et prolonger la durée de vie du moteur. Son objectif principal est de résoudre le problème de l’industrie lié à la dissipation thermique insuffisante à basse vitesse des moteurs auto-ventilés conventionnels.

Le ventilateur de refroidissement d'un moteur ordinaire standard est couplé coaxialement au rotor. La vitesse du ventilateur suit entièrement les changements de vitesse du moteur et la dissipation de la chaleur est réalisée par le moteur rotatif entraînant le ventilateur. Cette méthode de refroidissement peut répondre aux exigences de dissipation thermique lorsque le moteur fonctionne à vitesse nominale ou moyenne-élevée, mais elle n'est pas adaptée aux conditions de travail complexes de la régulation de vitesse à fréquence variable.

Le principal avantage demoteur à fréquence variableréside dans une régulation de vitesse sur une large plage. De nombreux scénarios de production industrielle nécessitent que le moteur fonctionne à basse fréquence et à basse vitesse pendant une longue période, ou qu'il produise un couple constant dans des conditions de basse vitesse.

Lorsque le moteur tourne à basse vitesse, la vitesse du ventilateur coaxial intégré diminue de manière significative de manière synchrone, le volume d'air diminue fortement et la capacité de dissipation thermique se détériore considérablement.

Pour les équipements de charge à couple constant tels que les convoyeurs, les mélangeurs et les treuils, le courant de fonctionnement ne diminuera pas à basse vitesse. Les enroulements du moteur génèrent en permanence une grande quantité de chaleur, ce qui entraîne un grave déséquilibre entre la génération et la dissipation de chaleur. Il est très probable que cela provoque une température excessive des enroulements et un vieillissement accéléré des couches d'isolation. Un fonctionnement à long terme entraînera une surchauffe, un déclenchement, voire un grillage direct du moteur, perturbant gravement la continuité de la production.

Les ventilateurs séparés sont alimentés par une alimentation indépendante ; leur état de fonctionnement est totalement découplé de la vitesse du moteur. Ils peuvent fournir un volume d'air constant en continu et assurer un refroidissement par air forcé du moteur sur toute la plage de vitesse, résolvant fondamentalement la faiblesse de la dissipation thermique à basse vitesse.

Outre les conditions de travail de longue durée à faible vitesse et à couple constant, les scénarios avec des rotations avant/arrière fréquentes et un fonctionnement en surcharge de courte durée dépendent également fortement de ventilateurs séparés.

Dans de telles conditions de travail, la vitesse du moteur fluctue fréquemment et la dissipation thermique du ventilateur intégré est très instable. Combiné à la chaleur supplémentaire générée par la surcharge, le moteur est confronté à un risque de surchauffe extrêmement élevé. Le ventilateur séparé permet une dissipation thermique stable tout au long du fonctionnement et élimine efficacement les défauts potentiels.

Du point de vue de l'application technique, la norme nationale définit le refroidissement par ventilateur coaxial conventionnel comme étant l'auto-ventilation IC411, tandis que le refroidissement par ventilateur séparé est désigné par ventilation forcée IC416.

Moteur à fréquence variableéquipé de ventilateurs séparés, il peut maintenir le couple nominal à basse vitesse sans déclassement, offrant ainsi une plus grande adaptabilité. Certains modèles prennent en charge une alimentation en air retardée après l'arrêt pour éliminer complètement la chaleur résiduelle après l'arrêt de l'équipement, offrant ainsi une protection complète au moteur.

Bien entendu, les ventilateurs séparés ne sont pas sans inconvénients. Après l'installation, ils augmentent les coûts d'achat des équipements et de câblage. L'ensemble ventilateur ajouté devient également un point de défaillance supplémentaire de l'équipement, nécessitant des dispositifs de protection contre les surcharges adaptés. Pendant ce temps, ils produisent un léger bruit et une légère consommation d’énergie et occupent un certain espace d’installation.

Pour les applications avec régulation de vitesse uniquement dans la plage de vitesse moyenne à élevée, telles que les pompes et les ventilateurs avec des charges à couple variable, la charge et la génération de chaleur diminuent de manière synchrone lorsque la vitesse chute. Dans de tels cas, des ventilateurs de refroidissement séparés ne sont pas nécessaires.