SÉRIE VTF – SWF
FILTRES PASSIFS DE PROTECTION MOTEUR

MOTEURS CA PROTÉGÉS

FILTRES PASSIFS DE PROTECTION MOTEUR
SÉRIE VTF – SWF

VTF
Les fi ltres dV/dt IREM série VTF prolongent la durée de vie des enroulements du moteur, protègent le moteur contre les pics de tension et améliorent son fonctionnement dans les entraînements de moteurs asynchrones triphasés contrôlés par des variateurs de fréquence. Les applications typiques incluent les charges présentes dans les installations de climatisation, de traitement des eaux, du secteur pétrolier et dans les processus d’automatisation industrielle, en général pour des longueurs de câbles allant jusqu’à 250 m.

SWF
Les fi ltres sinusoïdaux IREM série SWF fournissent une tension sinusoïdale aux bornes du moteur. L’installation du fi ltre sinusoïdal entre la source d’alimentation du VFD et le moteur atténue l’amplitude de l’impulsion de l’onde carrée modulée par le VFD, la convertissant en une forme d’onde sinusoïdale quasi parfaite. Les applications typiques des fi ltres sinusoïdaux SWF sont les mêmes que celles des fi ltres VTF, mais avec des performances améliorées pour des longueurs de câbles supérieures à 250 m ou dans les cas où l’on souhaite éliminer les courants dans les roulements, prolongeant ainsi la durée de vie du moteur.

LA PROPOSITION IREM

FILTRES DV/DT (VTF)

Avec ce type de fi ltres, la tension appliquée au moteur reste impulsionnelle, mais le temps de montée et la tension de crête sont sensiblement réduits, apportant les avantages suivants :

Réduction partielle des courants dans les roulements ;
Diminution de la propagation des interférences magnétiques vers les câbles et l’environnement avoisinant ;
Élimination des réfl exions sur le câble moteur, améliorantainsi les performances CEM ;
Conformité aux exigences des normes IEC-60034-17 et NEMA-MG1 pour les moteurs génériques avec des lignes d’alimentation allant jusqu’à 250 m.

FILTRES SINUSOÏDAUX (SWF)

Ce type de fi ltres élimine l’effet du PWM en recréant une forme d’onde sinusoïdale parfaite, offrant ainsi les avantages suivants :

Réduction des pertes thermiques dues à l’hystérésis ;
Élimination des nuisances sonores causées par la magnétostriction ;
Réduction des pertes thermiques ;
Diminution des courants dans les roulements causés par les courants de fuite ;
Élimination des réfl exions sur le câble moteur, améliorant ainsi les performances CEM ;
Conformité aux exigences des normes IEC60034-17 et NEMA-MG1 pour les moteurs génériques avec des lignes d’alimentation de plus de 250 m.

LES PERTURBATIONS DES ENTRAÎNEMENTS S DANS L’ALIMENTATION DU MOTEUR

Filtres passifs de protection moteur - applications

Les entraînements pour moteurs à courant alternatif (VFD) sont largement utilisés pour contrôler la vitesse du moteur en l’adaptant efficacement aux exigences des processus, permettant ainsi d’améliorer l’automatisation des machines et d’économiser de l’énergie

Après l’installation d’onduleurs de puissance, de nombreux utilisateurs ont commencé à constater des pannes fréquentes des moteurs.
Ces défaillances sont souvent dues à l’absence de filtres de sortie sur le VFD, en particulier lorsque le moteur est éloigné de l’entraînement.
Les filtres supplémentaires aident à compenser l’eet de la capacité du câble et à protéger le moteur contre d’éventuels dommages. L’utilisation de filtres de sortie devient essentielle pour préserver le moteur lorsqu’un VFD est installé sur un moteur qui n’a pas été spécifiquement conçu pour cette application, comme dans les cas de rétrofit.

Les entraînements à vitesse variable utilisent une technique de modulation de largeur d’impulsion (PWM) pour contrôler la tension de sortie et la fréquence d’alimentation du moteur.
La tension alimentant le moteur connecté à l’onduleur est générée à l’aide de la technique PWM, ce qui la compose d’une séquence d’impulsions de durée variable.
La vitesse élevée d’augmentation de la tension de ces impulsions, appelée dV/dt, peut entraîner des courants de fuite élevés à travers les câbles d’alimentation du moteur, ainsi qu’entre les enroulements du moteur et entre ces derniers et son châssis.
Un dV/dt élevé provoque également, à travers l’inductance intrinsèque des câbles de connexion, d’importants pics de tension qui sollicitent l’isolation des enroulements du moteur.

Les réflexions sont générées en cas de non-concordance d’impédance entre la source et la charge, ce qui est à son tour le résultat d’installations incorrectes, d’une mauvaise sélection des composants ou d’équipements présentant une certaine dégradation au fil du temps.
Les défauts d’isolation des enroulements du moteur peuvent entraîner des temps d’arrêt imprévus et di¥ciles à résoudre.

L’utilisation de variateurs de vitesse impacte les moteurs en provoquant :

Un stress électrique sur le système d’isolation des enroulements statoriques du moteur dû à la haute fréquence de commutation (High Frequency Switching) ;
Un stress électrique sur le système d’isolation dû à la pente de montée de la tension dv/dt (Short Rise Time) ;
Un stress électrique sur le système d’isolation causé par les surtensions transitoires (Transient Voltage Spike) ;
Un stress électrique sur le système d’isolation dû aux ondes réfléchies (Reflected Wave Voltage) ;
Des contraintes électriques sur les systèmes de connexion et les borniers du moteur ;

Un stress thermique sur le système d’isolation en raison de l’augmentation du courant dans les enroulements causée par l’onde carrée (Additional Heat) ;
Des émissions CEM ayant un impact potentiellement sévère sur le bon fonctionnement des charges alimentées par des lignes adjacentes à la ligne d’alimentation du moteur avec VFD ;
Un stress sur les roulements du moteur ;
Une nuisance acoustique supplémentaire provenant du noyau magnétique du moteur.