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La variation de vitesse des moteurs asynchrones

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Table des Table des Table des Table des matimatimatimatièèèèresresresres

� Présentation Schneider-Electric

� Composition du variateur de vitesse

� Bénéfices du variateur

� Inconvénients du variateur

� Exemples d’applications

� Calcul d’économie d’énergie

� Incitants financiers

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En industrie,

Répartition du coût de fonctionnement d’un moteur :

Plantons le décor

72 % de l’énergie consommée est utilisée par les mo teurs

63 % de la force électromotrice est utilisée pour l a circulation de fluides(air, eau, huile, …)

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Chiffre d’affaires et collaborateurs par zone géogr aphique

Schneider Electric en chiffres

� €13,7 milliards de CA dans 190 pays

� 112 000 collaborateurs� Présence dans 190 pays� 205 usines� 6.500 ingénieurs dans

25 pays

27%26 000

Amérique du Nord

8%

7 500

Reste du monde

47%48 500

Europe

18%23 000

Asie-Pacifique

31% du chiffre d’affaires dans lespays émergents

Schneider-Electric, partout dans le monde

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Implantations et chiffre d'affaires en Belgique

UccleSiège social Siège commercialEffectif : 222 Fabrication appareillage modulaireAdaptation locale MT/BT Effectif : 158

Sint-NiklaasFabrication canalisations électriques préfabriquées KG-KHEffectif : 28

Turnover151 million €

2006

Effectif total Belgique : 427

SchotenTAC Building Automation DepartmentEffectif : 13

Notre présence en Belgique

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Industrieproductivité, flexibilité, sécurité, traçabilité

agroalimentaire, automobile, électronique, packaging, pharmacie

Énergie et infrastructuresdisponibilité, sécurité, optimisation des coûts

réseaux électriques,traitement de l’eau, aéroports, tunnels, télécom, centres de données

Bâtimentsconfort, communication sécurité, économies d’énergie

bureaux, magasins, usines, hôtels, hôpitaux, musées, écoles, universités

Résidentielsécurité, confort, communication

maisons individuelles, immeubles d’habitation

sur quatre marchés

Une offre unique

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Notre gamme de variateurs

ATV 11 ATV 31 ATV 21 ATV 61 ATV 71

ATV 11 ATV 21 ATV 61 ATV 71Couple Constant Couple Constant Couple Quadratique Cou ple Quadratique Couple Constant

0,18 – 2,2 kW 0,75 – 75 kW 0,18 – 15 kW 0,37 – 630 kW 0,37 – 500 kW

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Notre gamme de variateurs

Réseau

230 V mono230 V 3~400 V 3~690 V 3~

L1L2L3

M3~

UVW

Moteur asynchrone

à cage

Couple quadratique – couple constant

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� Schéma de principe

Redresseur : entrée : sortie :

Circuit intermédiaire:

Self de lissage

P < 18,5 kW : 6 diodesP ≥ 18,5 kW : 3 thyristors, 3 diodes

6 IGBT

Composition du variateurCircuit de commande

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Composition du variateur

Onduleur :

Si fhachageélevée: + : sinus parfait → bruit moteur faible- : échauffement des composants électroniques

création d’harmoniques → perturbation réseauusure prématurée du variateur

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4 raisons d’utiliser les variateurs de vitesse :

- Economie d’énergie

- Diminution de pénalités (factures électricité)

- Flexibilité

- Confort d’utilisation

Bénéfices du variateur

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Economie d’énergie :

- POMPAGE: jusqu’à 50 % d’économie

Pertes de charge =

Bénéfices du variateur

quelques exemples

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- VENTILATION: jusqu’à 70 % d’économie

Bénéfices du variateur

Economie d’énergie

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- ENTRAÎNEMENT: récupération d’énergie électrique au freinage

Bénéfices du variateur

Economie d’énergie

Economie de 10 à 50 % en fonction des applications

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Bénéfices du variateur

Economie d’énergie

- AIR COMPRIME: jusqu’à 22 % d’économie d’énergie

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- Réduction des pointes Quart Horaire

- Amélioration du cos φ

Bénéfices du variateur

Diminution de pénalités (factures électricité)

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Flexibilité

- Possibilités de commande à distance

- Modbus (intégré)- CanOpen (intégré)- DeviceNet- Ethernet- Profibus- Fipio

ATV 31, 61, 71 (dédiés industrie) ATV 21 (dédié bâtim ent HVAC)

- LonWorks- METASYS N2- APOGEE FLN- BACnet

- Réglage de la vitesse au point de fonctionnement optimal

- Carte automate optionnelle (Controller Inside)

Bénéfices du variateur

- Nombreuses fonctions d’utilisation (vitesses présélectionnées, PID, alarmes, surveillance sur-débit, sous-débit, …)

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- Réduction de la maintenance

Bénéfices du variateur

Confort d’utilisation

- Diminution des nuisances sonores

- Surveillance de processus pilotée courant - couple - fréquence

- Fonctionnement souple réduction cycles marche/arrêt

- Suppression des coups de bélier

- Moindre sollicitation des transformateurs

- Grande souplesse de pilotage

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- Génération d’harmoniques (THDI max = 45 %)

Inconvénients du variateur

- Interférence de fréquence radio RFI

Comment y remédier ? Inductances DCInductances de ligne

Filtres passifs

THDI réduit jusqu’à 5 %

Comment y remédier ? Filtre de radio perturbation

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Exemples d’économies d’énergie

Fonctionnement 24h/24, 365 jours par an

Flux tendu, arrêts programmés exceptionnels

Débit nominal par CTA : 125000 m³/hDébit unitaire : de 75000 à 120000 m³/h

TEMIC Semiconductors, Nantes

CENTRALES DE TRAITEMENT D’AIR (CTA)

Résultats d’exploitation de 3 CTA

Débit utile : 255000 m³/h

Energie consommée sans VEV : 230 kWhEnergie consommée avec VEV : 103 kWh

Gain énergétique : 127 kWh/an , retour sur investissement : 13 mois

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Exemples d’économies d’énergie

Thomson Multimédia, Allemagne

CENTRALES DE TRAITEMENT D’AIR

Préparation de l’air destiné aux chambres stériles à l’aide de 7

ventilateurs de 37 kW

Energie économisée : 500 kWh/an49k€/an

Retour sur investissement : 16 mois

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Exemples d’économies d’énergie

Infrabel (SNCB), SchaerbeekPONTS ROULANTS POUR ATELIER SNCB

Energie économisée : 80 kWh pour 2 minutes de

descente

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Exemples d’économies d’énergie

Démonstration

MAQUETTE DE POMPAGE

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Calcul d’économie d’énergie� Logiciel ECO 8 :

� démonstration des économies d’énergie� gratuit� disponible à l’adresse www.altivar.be

� Estimation en fonction des caractéristiques du moteur et du cycle de fonctionnement

� Fiche résultat : � bilan consommation avec et sans variateur� économie réalisée� temps de retour sur investissement

Démonstration

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Eco8Données

Milieu industriel, variateur de 55 kW 400 V pour ventilateurFonctionnement 20h/jour (365jrs/an)Prix brut variateur : 5240 €Prix kWh : 0,10 €

Résultats

Economie anuelle : 5473 € / anAmortissement : 12 mois

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PRIME POUR TOUS LES TRAVAUX D'INSTALLATION D'UN VARIATEUR DE FREQUENCE SUR LES COMPRESSEURS, LES SYSTEMES DE VENTILATION ET LES POMPES

La prime s'élève à 100 € par kW de puissance nominale du moteur,plafonnée à 50 % de la facture , maximum 5.000 € par unité techniqued'exploitation.

Fonds énergie 2005-2007

� Prime 11 : Processus industriel – Fonds Energie – Personnes morales –Variateurs de fréquence

Les incitants financiers

Plus d’infos : www.energie.wallonie.be

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Les incitants financiers

� Déduction fiscale - Catégorie 9 Procédé industriels de production

Sont pris en considération :

Déduction fiscale de 13,5% du montant de l’investissement

Déduction fiscale

PRIME POUR TOUS LES TRAVAUX D'INSTALLATION D'UN VARIATEUR DE FREQUENCE SUR LES COMPRESSEURS, LES SYSTEMES DE VENTILATION ET

LES POMPES

Plus d’infos : www.energypooling.be

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Coordonnées

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Liens utiles

� www.schneider-electric.be : site général Schneider-Electric

� www.telemecanique.com : site général Schneider-Electric

� www.altivar.be : site dédié aux variateurs de vitesse Télémécanique

� www.energypooling.be : service d’aide à l’économie d’énergie pour PME et PMI wallonnes

� www.energie.wallonie.be : département énergie de la Région Wallonne