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 Variateur puissance et rendement

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stefilda



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MessageSujet: Variateur puissance et rendement   Mar 1 Sep 2015 - 11:54

Bonjour,

Comment un variateur fait-il pour récupérer le % de la puissance utile ?
Comment peut-on obtenir le rendement d’un variateur ?
Dans quel plage le rendement d’un variateur est ‘il le meilleur (50-70%) ?


Merci d'avance
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Le Loup Blanc
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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Mar 1 Sep 2015 - 21:23

Bonjour

Je supposes qu'il s'agit de variateur pour l'alimentation d'un moteur  asynchrone .....

Il serait peut-être bon aussi de préciser dans quel contexte ces questions sont posées ....
s'agit-il d'un variateur de quelques KW, ou un variateur de trés forte puissance (destiné à de la traction ou de la propulsion..) ?

1) Comment un variateur fait-il pour récupérer le % de la puissance utile ?

Je ne comprends pas très bien ... récupérer de la puissance utile ?

2) Le rendement d'un variateur ???  


Là aussi, la question est originale ..... car je ne comprends pas bien pourquoi cette notion,
et si on parle de puissance rendement sur de la puissance active, ce sera bien difficile à mesurer (de par la forme d'onde des signaux), et je me demandes à quoi celà peut servir ...

En général, on se sert plutôt des pertes (qui correspondent à l'énergie) à évacuer pour faire un bilan énergétique et thermique.

Comme ces pertes sont faibles, leur variation à peu d'incidence sur le rendement.

Mais il faut bien se rendre compte que un fonctionnement avec et sans variateur induit une modification complète de la chaîne énergétique, et ce de par la forme des signaux courant à l'entrée, et tension/courant en sortie .... certains moteurs d'ailleurs sont peu compatible avec un variateur  


En conséquence, on ne peut pas répondre à une question aussi peu ciblée .....
Un variateur ...???  mais encore ..,  utilisé dans quelle chaîne énergétique ...?

Cordialement

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stefilda



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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Mer 2 Sep 2015 - 9:45

Bonjour,

Merci pour vos réponses et je vais apporter des précisions.

Oui il s’agit bien d’un variateur de fréquence industriel pour un moteur asynchrone triphasé. L’applicatif peut-être un ventilateur, un compresseur, une pompe .

1) Comment fait le variateur pour récupérer le % de la puissance utile ?
Sur les variateurs de fréquences industriels il est possible en lecture d’obtenir la valeur en % de la puissance utile.

2) Le rendement d’un variateur ?
Comme tous consommateur le variateur possède un rendement entre la puissance absorbée et la puissance électrique délivrée au moteur.
Notion importante de nos jours afin de pouvoir évaluer les consommations énergétiques dès l’étude.
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Le Loup Blanc
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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Mer 2 Sep 2015 - 13:10

Bonjour

1) problème d'interprétation .......  pourquoi le mot "récupérer" ..... il ne récupère pas de la puissance active ....

Je suppose qu'il faudrait lire : pour afficher la puissance active en %  ( si j'ai bien compris) .

Simplement, il mesure la puissance , par intégration de la mesure de tension et de courant en sortie.
De nombreux appareillages grand public le font pour un faible cout (avec des circuits spécialisés)..
pour moins de 15 € on trouve http://www.perel.eu/products/view/?id=382030

Quand à l'afficher en % en fonction de la puissance nominal, pas de pb. Celà donne une information facile à interpréter pour les non spécialistes.

2) le rendement . J'avoue ne jamais m'y être intéressé en fonction de la fréquence et de la charge.
car excellent (certainement 97% et même plus suivant les technologies, même à moyenne et faible charge).

Mais si l'on veut s'intéresser au rendement, il faut bien s'intéresser au rendement de la chaîne complète : par ex,
- pompe hydraulique,
- moteur asynchrone,
- variateur,

et là, où trouver les éléments majeurs, c'est à dire pour la pompe et pour le moteur ...
car je n'ai jamais trouvé des infos de rendement d'une pompe en fonction de sa vitesse de rotation, ou d'un moteur alimenté à fréquence variable ( supposé U/F constant) ..... d'autant que pour le moteur, la qualité des signaux du variateur peuvent induire des pertes non négligeables.

Le sujet est certainement trés intéressant, mais dispose-t-on des informations nécessaires ....
En tout cas, sur l'aspect théorique, c'est un vraie étude .... un bon sujet de thèse ...
Les fabricants communiquent-ils sur ce sujet ?

Cordialement

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stefilda



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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Mer 2 Sep 2015 - 14:02

re,
1) Problème d'interprétation
Oui il faut lire ..pour afficher la puissance active

Pu=U I Ѵ3 Cos phi η

Ok il mesure U, I, le dephasage U/I , en déduit le cos phi et ensuite calcul le rendement et trouve la puissance utile. Vrai ??

Cette mesure de la puissance utile est très importante, cela permet de voir si le moteur est bien dimensionné . D'ailleurs quel est le meilleur rendement pour un moteur, travailler à 75% de sa puissance nominale ? Je dirai sa dépend des constructeurs . Vrai ??

2) Le rendement
Bien entendu le but c'est de connaitre le rendement de la chaîne complête. Pour une pompe c'est facile, un moteur aussi . Mais un variateur !!

Non monsieur il faut aller chercher les infos, il faudrait trouver des courbes ...C'est pour cela que je suis là savoir si quelqu'un c'est intéressé au sujet..afin de contribuer au forum..j'ai d'autres sujets...
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Le Loup Blanc
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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Jeu 3 Sep 2015 - 0:21

Bonjour

1) Mesure d'une puissance
Pu=U I Ѵ3 Cos phi η
Ok il mesure U, I, le dephasage U/I , en déduit le cos phi et ensuite calcul le rendement et trouve la puissance utile. Vrai ??


Non, absolument pas ...... mesurer U, I , déphasage n'a de sens qu'avec des signaux sinusoïdaux ,
quand à calculer le rendement par cette méthode, il vaut mieux ne pas y songer.

Même les appareils grand publics, comme je t'ai cité sont obligés de réaliser une vraie mesure de puissance.

P = 1/T  Intégrale de 0 à T de u.i.dt

C'est ce que fait, naturellement, tout wattmètre électrodynamique.
Si l'on veut faire ces mesures à l'aide d'un appareil électronique, il faudra utiliser des composants spécialisés pour cette mesure, par exemple le circuit ADE7753. Tu trouveras pas mal d'info sur le WEB y afférent.

Mesurer la puissance à l'entrée du convertisseur avec ce type de mesure ne pose pas de pb.

Par contre, mesurer la puissance en sortie, sur des signaux hachés à plusieurs dizaine de kHz, il ne faut pas trop y compter .....  surtout si c'est pour calculer le rendement d'un variateur, qui dépasse" en général les 97% .... Ces mesure ne sont pas du niveau industriel .. aucun appareil de mesure commercial n'est capable de les réaliser (à ma connaissance) avec précision. Ils ne peuvent fournir qu'un ordre de grandeur. Donc impossible de faire re ratio des mesures amont/aval pour en calculer un rendement.



2) Le rendement de la chaîne
Bien entendu le but c'est de connaitre le rendement de la chaîne complête. Pour une pompe c'est facile, un moteur aussi . Mais un variateur !!

Là, je ne comprends pas ... tu dis c'est facile .....  derrière un variateur, à différentes vitesses ???
Moi, en tout cas, je ne sais pas .  
Le constructeur te fournit en général seulement des oints de rendement, ou une courbe en fonction de la charge.
Pour une pompe, entrainée à vitesse constante,
Pour un moteur, alimenté à tension nominale et fréquence nominale ....

Désolé, mais je ne me jamais intéressé à ces problèmes.
Les fabricants de moteur (de puissance industrielle), avec les fabricants de variateur  s'y intéressent, bien évidemment, pour tenter de développer des ensembles variateur-moteur cohérent présentant des performances optimum.
Mais je n'en sais pas plus.

Tenter de prédéterminer avec des matériels bien identifiés, le rendement d'une chaîne variateur-moteut-pompe est certes possible, mais avec le concours des industriels concernés.
Vouloir la caractériser, sur une chaîne existante est là bien plus facile : puissance à l'entrée du variateur, et mesures de pression et débit en sortie de pompe.
On pourrait tracer des réseaux de courbes de rendement en fonction de la fréquence (vitesse) pour diverses charges de la pompe.

Cordialement.

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stefilda



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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Jeu 3 Sep 2015 - 10:06

bonjour,

1) Mesure de puissance.
Pour la mesure de la puissance en aval, le variateur y arrive bien alors pourquoi pas nous, la tension est constante, le courant aussi , à vitesse fixe.

2)
non je disais connaître le rendement d'un moteur, d'une pompe c'est facile, on a des courbes

et Oui tu as raison à vitesse constante
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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Jeu 3 Sep 2015 - 11:23

Bonjour
Bon courage pour la mesure , avec la précision requise ..

Je ne m’aventurerais jamais vers ce type de méthode : Rend = Puiss utile / Puissance absorbée pour un variateur ....
D'autant que son rendement risque aussi d'être affecté par le type de moteur (qui induiront des formes de signaux différentes).

La seule façon de déterminer avec précision, puisque tu y tiens, le rendement d'un variateur sera de mesurer ses pertes (sa consommation propre) ..... puisque toutes ces pertes se transforment en calories qu'il faut évacuer.

Avant de dépenser une énergie considérable pour estimer (avec une mauvaise précision, et certainement des problèmes non pris en compte ), il serait intéressant, comme je te le disais, de caractériser le rendement global d'un ensemble existant sur tout son domaine de fonctionnement (donc en vitesse et en puissance). il y aurait peut-être des surprises.

cordialement

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candela
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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Jeu 3 Sep 2015 - 14:25

Bonjour,
stefilda a écrit:
e variateur y arrive bien alors pourquoi pas nous, la tension est constante, le courant aussi , à vitesse fixe.


Avec un petit "détail": le variateur mesure des kW électriques et ne sait pas mesurer:
-les pertes Joule rotor (dépendent du glissement)
-les pertes Joule stator(kI²)
-les pertes fer (Pratiquement constantes si U/F constant)
-les pertes par frottement (constantes)
-les pertes par ventilation (kN² ou constant et séparé)
La plupart éminement variables avec la charge et la vitesse...

Donc il donne une indication de puissance utile; de là à en déduire un rendement, il y a un monde!

Cordialement
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MessageSujet: Re: Variateur puissance et rendement   Aujourd'hui à 11:24

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