Mesurages et analyses
Effets de l'intégration d'un convertisseur de fréquence
Les contraintes de réglage associées à la nature des consommateurs et la forme de la courbe de charge du réseau (circuit ouvert ou fermé) et de la caractéristique de la pompe ont un effet sur les économies apportées par un convertisseur de fréquence. Les figures ci-après illustrent quelques situations rencontrées sur le terrain :
Dans cette première figure, on compare la situation d'une
pompe (caractéristique en vert) dans un circuit fermé (courbes bleues) et un
circuit ouvert avec hauteur statique ou contre pression (courbes rouges).
Pour les deux situations, la présence d'une vanne permet de
régler le débit en passant du point 1 (vanne ouverte) au point 2 (vanne fermée).
Ce mode réglage par vanne est inefficace en termes de
rendement. La réduction du débit en suivant la caractéristique de la pompe
génère une pression inutilement élevée. Le recours à un variateur permet de
réduire le débit sans augmenter la pression, voire en la baissant.
Cet exemple montre que l'apport d'un variateur dépend de la
courbe de charge du réseau. Lorsqu’il n’y a pas de hauteur statique à vaincre
(courbes bleues), la baisse de pression est extrêmement élevée et la puissance
hydraulique peut s’abaisser d’un facteur 5 voire 10. Les économies sont dans une
proportion un peu moindre du fait des rendements (moteur, variateur) moins bons
avec la fréquence très basse. Avec une pression statique, le gain sera ici deux
fois moins important (courbes rouges).
La figure ci-suivante illustre une situation dans laquelle
le système impose un réglage proportionnel et non un réglage simple. Dans cet
exemple on observe également que l'apport d'un variateur dépend de la courbe de
charge du réseau. Le réglage selon le mode proportionnel (droites en trait-tillé
rouge et bleue), dans lequel la pression nécessaire est réduite lorsque le débit
diminue, on constate que le gain de pression est plus faible lorsque le système
fait face à une hauteur statique (flèche double rouge) que lorsque le système
est ouvert (flèche double bleue). La marge de réglage est plus faible avec une
hauteur statique.
La dernière figure montre que, dans des cas particuliers, lorsque la situation impose un réglage à pression constante (ligne verte en trait tillé) et que la caractéristique de la pompe est très plate dans la zone de travail, le gain apporté par un variateur peut être très faible et l'ajout d'un tel composant ne pas se justifier.
