Le variateur de fréquence est souvent la solution « miracle » mise en place pour permettre de faire évoluer le débit de votre pompe de relevage en fonction du débit entrant dans votre poste. Et c’est bien vrai.
Des paramètres particuliers sur certains variateurs permettent même de gérer des fonctionnements « sur mesure » par rapport à des événements ponctuels. Les éventuels bouchages de pompe, par exemple, par une fonction Anti-Jam.
Mais qu’en est-il de la puissance électrique disponible du moteur lorsque celui-ci fonctionne à 30 Hz ?
On pourrait penser que la puissance disponible d’un moteur de 22 kW à 30 Hz est identique à celle de 50 Hz. Mais est-ce bien le cas ?
Sans entrer dans des considérations électriques ou électroniques, voici le principe de base du fonctionnement d’un variateur de fréquence.
Il se compose de trois parties distinctes.
Pour un moteur triphasé, le calcul de la puissance se fait par la formule P = U x I x V3 x cos Y.
Mais lorsqu’on utilise un variateur de fréquence, la tension (U exprimé en Volts) varie suivant la règle U/f = constante.
Si la fréquence du variateur est de 30 Hz, la tension lue avec votre multimètre aux bornes du moteur (en aval du variateur) sera de 8 x 30, soit 240 Volts et non 400 Volts, comme la tension d’alimentation de votre coffret de commande.
La chute de puissance disponible en fonction de la diminution de la fréquence
En fonction des données constructeur de votre moteur, une courbe de puissance (courbe verte sur le graphique ci-contre) peut être établie en fonction de l’évolution de votre fréquence d’alimentation du moteur électrique.
Par exemple, pour un moteur de 22 kW, la puissance disponible à 30 Hz ne sera pas la même qu’à 50 Hz !
Vous serez à peu près à 13 kW au lieu des 22 kW initiaux.
Si votre courbe de réseau est moins pentue que la courbe de réduction de puissance à faible fréquence, il se peut que la demande de puissance à l’arbre de la pompe devienne supérieure à la puissance disponible à basse fréquence par votre moteur.
Le moteur ne pourra plus assurer la rotation de la pompe.
Quelles solutions peuvent être mises en œuvre pour palier à cette chute de puissance ?
Une transmission poulie courroie entre la pompe et son moteur permet de ramener la vitesse demandée (par exemple, 1.250 tr/min) à la vitesse de synchronisme du moteur 4P à 50 Hz. Ainsi, l’utilisation du variateur se fera « autour » des 50 Hz avec de très faibles pertes de puissance.
On peut également imaginer travailler avec un moteur à plus faible vitesse de synchronisme (4P au lieu d'un 2P). Ainsi, en survitesse, on peut remarquer que la puissance (courbe B en vert) reste constante.
Seul le couple sera en diminution, ce qui ne devrait pas être un problème pour une pompe centrifuge.
En conclusion, lorsque vous observez un problème de déclenchement de votre disjoncteur sans explication bien particulière, il se peut que l’origine en soit la plage de fréquence de votre variateur.
Une analyse de la courbe de puissance de votre moteur en fonction de la fréquence de fonctionnement sera une des clés de compréhension du problème rencontré.
Gamme de débit jusqu’à près de 440 m3/h - Pression de refoulement jusqu'à 5 bars pour l’Ultra V et 10 bars pour l’Ultra Mate - Passage libre jusqu’à 76 mm - Différents types de métallurgies et de joints en fonction de l’effluent à relever.
Dans le cas d’une réhabilitation d’un poste existant ou lorsque seul un regard est disponible, la station “hors sol” permettra de mettre en oeuvre la solution de pompage au débit et à la pression que requiert l’application, sans devoir changer le génie civil en place.