Moteurs synchrones à réluctance : le choix le plus intelligent et le plus économe en énergie pour les variateurs de fréquence !

Un SynRM est un moteur triphasé robuste et à haut rendement, sans enroulements de rotor ni aimants permanents. Le couple est créé par la différence de résistance magnétique (réluctance) dans le rotor. Le moteur tourne toujours de manière synchrone avec le champ tournant du stator. Le rotor est constitué exclusivement d'acier laminé avec des guides et des barrières de flux spécialement formés. Cela crée des zones de faible et de forte résistance magnétique. Le champ du stator, contrôlé par le convertisseur de fréquence, oriente toujours le rotor de manière à ce que le flux magnétique suive le chemin de moindre résistance. De cette manière, le rotor "clique" en quelque sorte de manière synchrone avec le champ du stator.

Avantages par rapport aux moteurs à induction

Par rapport au moteur à induction classique, le moteur SynRM à régulation de fréquence présente des avantages indéniables :

Rendement plus élevé, en particulier à charge partielle

• Pas de pertes de rotor dues aux courants de court-circuit → pas de pertes de cuivre ou d'aluminium.
• Il atteint facilement la classe d'efficacité IE5 et bientôt même IE6.
• Permet de réaliser d'importantes économies d'énergie (supplémentaires) dans les applications à vitesse variable ou à charge partielle (pompes, ventilateurs et compresseurs).

Température de fonctionnement plus basse et durée de vie plus longue

• Moins de pertes signifie un moteur plus froid.
• Les roulements et l'isolation durent plus longtemps, ce qui réduit les risques de défaillance thermique.

Meilleur comportement dynamique

• Réponse plus rapide au couple grâce au fonctionnement synchrone.
• Avantages dans les applications de contrôle : réponse plus rapide aux variations de charge et contrôle plus précis de la vitesse.

Aucun aimant permanent n'est nécessaire

• Durable et rentable : aucune terre rare n'est nécessaire.
• Rendement proche de celui des moteurs PM, mais à un coût nettement inférieur.

Possibilité d'une conception plus compacte

• Un meilleur rendement permet souvent au moteur d'être plus petit et plus léger.
• Idéal dans les installations où l'espace est limité ou lorsque le poids est un facteur important.

Pertes moindres à grande vitesse

• Pertes de rotor réduites, même à des vitesses plus élevées.
• Bénéfique pour les applications à long terme ou dépendantes de la vitesse.

Prix d'achat comparable

• Les coûts sont comparables à ceux d'un moteur à induction de classe d'efficacité équivalente.

Exemple de calcul : application pompe/ventilateur de 110 kW

Lors de l'achat de nouveaux moteurs, le choix se porte souvent sur le moteur à induction bien connu. Pourtant, il vaut la peine de regarder plus loin, en particulier dans les systèmes à régulation de fréquence qui fonctionnent souvent à charge partielle.

L'exemple ci-dessous montre la différence de rendement du système entre un moteur à induction IE3 à régulation de fréquence et un moteur SynRM IE5, d'une puissance de 110 kW et d'une plage de régulation de 750 à 1 500 tr/min :

• Différence de rendement à 1500 tr/min : +1,7 % pour SynRM
• Différence d'efficacité à 750 tr/min : +5,9 % pour SynRM

Traduction pratique (8000 heures de fonctionnement par an, dont) :

• 2000 heures à 1500 tr/min
• 2500 heures à 1250 tr/min
• 2500 heures à 1000 tr/min
• 1000 heures à 750 tr/min

Avec un prix de l'électricité de 0,25 €/kWh, cela se traduit par des économies annuelles d'environ 3 125 €.
En outre, les coûts de maintenance sont moins élevés grâce à un moteur plus froid, ce qui se traduit par une fiabilité et une disponibilité opérationnelles accrues.

Conclusion

La combinaison d'un moteur SynRM et d'un entraînement à courant alternatif offre un mélange convaincant d'avantages :

• une meilleure efficacité énergétique,
• des coûts d'exploitation réduits,
• une durée de vie plus longue,
• et plus de sécurité opérationnelle.

Un choix intelligent pour toute installation moderne.