Les convertisseurs de fréquence sont des appareils électroniques permettant de varier la vitesse d'un moteur triphasé. Pourquoi faire ? Lorsque les machines électriques ou les moteurs triphasés sont alimentés directement par un réseau de tension alternative, ils ne disposent que d'une vitesse fixe qui est fonction du nombre de pôles et de la fréquence fournie par le réseau électrique local. Dès lors qu'une application ou un processus de production nécessite une tension alternative variable, donc une vitesse réglable, on fait appel à un convertisseur de fréquence. Un convertisseur de fréquence génère une tension alternative variable en amplitude (niveau de la tension de sortie) et en fréquence à partir d'une tension alternative constante.

Un convertisseur de fréquence est par conséquent monté en amont d'un moteur afin de générer une tension alternative variable selon les besoins. Ce n'est donc plus le réseau de courant qui génère la fréquence et le niveau de tension avec lesquels travaille le moteur, mais le convertisseur de fréquence qui prend en charge cette tâche et régule la fréquence et la tension de sortie.

L'atout majeur d'un convertisseur de fréquence ? Le convertisseur de fréquence permet de modifier la vitesse d'un moteur en continu, d'une vitesse quasi nulle jusqu'à la vitesse nominale nécessaire. La plage de vitesse est donc nettement élargie. Le couple du moteur reste quasi inchangé. Les exploitants d'installations peuvent ainsi adapter leurs machines aux conditions de fabrication nécessaires. Un convertisseur de fréquence permet en plus de changer directement le sens de rotation. Un simple ordre de commande suffit pour modifier l'ordre des phases. Le moteur triphasé en aval tourne alors dans le sens opposé.

On distingue les variateurs régulés en courant et les variateurs régulés en tension. De par leur mode de fonctionnement, la distinction est la suivante.

• Les convertisseurs de fréquence régulés en courant assurent le rapport constant entre courant et fréquence (I/f) ; ils sont destinés aux applications avec des mégawatts élevés.
• Pour les applications de faibles mégawatts ou des kilowatts, les convertisseurs de fréquence régulés en tension sont la technologie actuelle adaptée. Ils assurent le rapport constant entre la tension et la fréquence. Si un moteur, dimensionné pour une tension de 230 V et une fréquence de 50 Hz, fonctionne sous 25 Hz, la tension est divisée par deux à 115 V.

En termes simples, il se passe la chose suivante dans un convertisseur de fréquence régulé en tension. Un redresseur convertit la tension alternative fourni par le réseau en une tension continue. Un circuit intermédiaire se charge ensuite de lisser et stabiliser cette tension continue. Ensuite, l'onduleur actif côté moteur génère une tension alternative avec la fréquence de sortie requise par l'application. La vitesse moteur nécessaire est obtenue à partir du rapport tension/fréquence qui en résulte. La détermination et le calcul de la vitesse nécessaire sont effectués par une commande intégrée qui assure la liaison entre tous les modules.

Les convertisseurs de fréquence sont présents dans les différentes branches d'activités et applications de l'industrie. Qu'ils s'agissent d'entraînements de pompes et de ventilateurs, de machines d'usinage, de bandes transporteuses et de lignes de montage, de grues ou de systèmes de manutention, les convertisseurs de fréquence sont indissociables de la production industrielle. En effet, une vitesse adaptée ou réglable en continu permet des processus de fabrication optimisés avec l'avantage que les entraînements dotés d'une régulation de vitesse garantissent un fonctionnement économe en énergie.

En fonction des besoins et des exigences, les convertisseurs de fréquence existent dans différentes variantes et avec de nombreuses fonctionnalités en option. En outre, il est fondamental de savoir si le convertisseur de fréquence doit être fixé au mur, à un emplacement central et protégé dans une armoire de commande ou directement sur l'installation et donc de manière décentralisée. En fonction de la simplicité ou de la complexité de l'application correspondante, il conviendra d'utiliser plutôt des variateurs de vitesse d'entrée de gamme ou des variateurs d'application dotés de nombreuses fonctionnalités ou des servovariateurs multiaxes.

Le groupe SEW-EURODRIVE a été la première entreprise à développer des systèmes décentralisés et à commercialiser les convertisseurs de fréquence et les entraînements mécatroniques correspondants. Grâce à ces systèmes, les exploitants d'installations sont ainsi en mesure de réduire considérablement les temps d'installation et disposent de nombreuses possibilités pour concevoir leurs installations de façon modulaire et indépendante de l'armoire de commande. Notre éventail de produits dans le domaine des variateurs de vitesse comprend en outre des appareils de réinjection sur réseau qui peuvent être combinés avec un ou plusieurs variateurs de vitesse. De plus, nous proposons des démarreurs-moteur simples à intégrer aux motoréducteurs.