Le variateur de fréquence moyenne tension INVT GD5000 pour le contrôle de pression des pompes à vide à vis

La pompe à vide à vis est un équipement d’aspiration qui réalise l’admission et l’évacuation des gaz grâce à la rotation synchrone et à grande vitesse de deux vis en sens inverse dans le corps de la pompe. Son principe de fonctionnement repose sur un moteur qui entraîne le rotor à vis moteur (rotor mâle) via une courroie ou un accouplement, puis ce rotor entraîne le rotor à vis mené (rotor femelle) à travers des engrenages synchronisés. Les rotors mâle et femelle s’engrènent dans un cylindre en forme de « ∞ », formant un volume de travail. Avec la rotation des rotors, ce volume varie périodiquement, permettant la compression du gaz. Le cycle de travail comprend trois étapes : l’aspiration, la compression et l’évacuation.

Les pompes à vide à vis sont adaptées à l’extraction de gaz contenant une grande quantité de vapeur d’eau et une petite quantité de poussière. Elles permettent d’améliorer l’efficacité de production et la qualité des produits dans des procédés tels que l’évaporation, le séchage et la concentration. Elles sont largement utilisées dans les industries pharmaceutique, chimique et des semi-conducteurs, où des exigences élevées en matière de vide propre sont requises.

01 Besoins du client

Une entreprise chimique a récemment ajouté une pompe à vide à vis pour améliorer le procédé de séchage de ses produits. Afin d’assurer le bon déroulement du processus de production, des exigences élevées ont été formulées concernant la stabilité de fonctionnement et les performances de contrôle du variateur de fréquence.

1. Régulation automatique de la pression en fonction des conditions de fonctionnement afin de maintenir un niveau de vide constant.

2. Contrôle stable du niveau de vide afin de réduire les fluctuations et d’améliorer la stabilité du procédé et la qualité des produits.

3. Amélioration de la vitesse de réponse du système afin de réagir rapidement aux variations de charge, de réduire le temps de création du vide ou de rétablir plus rapidement le niveau de vide défini.

4. Haute efficacité énergétique.

02 Solution INVT

Selon les besoins du client, une solution de contrôle de pression constante par PID basée sur le variateur de fréquence haute tension de la série GD5000 d’INVT a été adoptée. Grâce à la stratégie de contrôle PID du variateur, la vitesse de fonctionnement de la pompe à vide est ajustée afin de maintenir la stabilité de la pression du système. Le contrôle PID est un mécanisme de régulation par rétroaction largement utilisé dans l’automatisation industrielle, capable d’ajuster automatiquement la variable de contrôle en fonction de l’écart du système afin d’atteindre la pression cible souhaitée.

Avantages de la solution

• Haute précision de contrôle et réponse rapide : le système de contrôle GD5000 adopte une architecture multicœur DSP + FPGA + ARM avec un contrôle vectoriel sans capteur de vitesse, offrant une grande précision, une réponse dynamique rapide et un couple élevé à basse fréquence.

• Excellentes performances à basse fréquence : une compensation performante à basse fréquence et des algorithmes avancés permettent de répondre aux exigences de démarrage sous forte charge.

• Forte résistance aux perturbations de tension : les fonctions LVRT (traversée de basse tension) et AVR (régulation automatique de la tension) permettent une adaptation aux environnements de réseau électrique exigeants.

• Contrôle précis : le contrôle PID ajuste précisément la sortie du variateur en fonction de l’écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne afin d’assurer un contrôle précis de la vitesse du moteur.

• Réponse rapide : la coordination des actions proportionnelle, intégrale et dérivée améliore la vitesse de réponse du système et permet de s’adapter rapidement aux variations de charge.

• Grande adaptabilité : le contrôle PID convient à divers systèmes et charges, et peut répondre à différentes exigences de contrôle grâce au réglage des paramètres.

• Facilité de mise en œuvre : l’algorithme PID est simple à implémenter dans un variateur et permet un réglage et une optimisation aisés via logiciel.

03 Bénéfices pour le client

1. Économies d’énergie significatives.

La pompe à vide bénéficie d’un démarrage et d’un arrêt progressifs, ce qui réduit les courants d’appel et prolonge la durée de vie des équipements. La vitesse de fonctionnement est ajustée dynamiquement selon les besoins réels, permettant d’atteindre une économie d’énergie moyenne de plus de 30 % par rapport au mode traditionnel à vitesse constante.

2. Contrôle stable.

Le contrôle PID améliore la vitesse de réponse et la stabilité du système, réduit les fluctuations et les oscillations et garantit un fonctionnement stable dans diverses conditions.

3. Haute précision du contrôle de pression.

Grâce à la combinaison d’un capteur de pression haute précision et du contrôle PID du variateur haute tension GD5000, les fluctuations de pression sont maintenues dans une plage de ±0,5 %, garantissant la stabilité du processus de production.

4. Exploitation et maintenance simplifiées.

L’interface du système est conviviale : les opérateurs peuvent facilement configurer les paramètres et surveiller l’état de fonctionnement via un écran tactile. Le variateur dispose d’une fonction d’autodiagnostic des pannes, ce qui réduit la difficulté et la charge de maintenance.

5. Surveillance et gestion à distance.

Grâce au système de supervision, les opérateurs peuvent consulter en temps réel l’état de fonctionnement et les paramètres du système et effectuer un contrôle à distance, améliorant ainsi l’efficacité de gestion et la capacité de réponse aux situations d’urgence.

Dans le contexte de l’évolution rapide vers l’intelligence et la transition verte dans l’industrie chimique, le contrôle précis et l’efficacité énergétique deviennent des exigences essentielles pour les entreprises. Grâce à sa technologie de contrôle intelligent PID, le variateur haute tension de la série GD5000 maîtrise avec précision les variations de vitesse du moteur, améliore considérablement la stabilité du système de production et aide les entreprises chimiques à réaliser à la fois des économies d’énergie et une augmentation de leur capacité de production.

INVT intègre profondément les caractéristiques de l’industrie et propose des solutions personnalisées adaptées aux différents procédés. Grâce à une conception et à une mise au point précises, le potentiel du contrôle PID est pleinement exploité, apportant une forte impulsion à la transformation numérique des entreprises chimiques.