Réduction des coûts énergétiques grâce aux variateurs MT, à la commande de transfert par synchronisation

Les responsables et les ingénieurs d’installations industrielles sont toujours à la recherche de moyens pour réduire les coûts des équipements, l’espace occupé par les équipements et, généralement surtout, l’énergie utilisée par les équipements. Après tout, les entreprises américaines dépensent plus de 165 milliards de dollars par an pour alimenter leurs sites de production.

Les moteurs électriques et les systèmes de moteurs dans les programmes d’applications industrielles et d’infrastructure (fonctionnant avec des éléments tels que des pompes, ventilateurs, convoyeurs et compresseurs) sont responsables de plus de 50 % de la consommation totale d’électricité dans le monde.

Voici la bonne nouvelle. Les variateurs de fréquence intelligents (VFD) offrent le potentiel de réduire considérablement la consommation d’énergie du système de moteur.

Selon les lois d’affinité pour les ventilateurs et pompes centrifuges, la réduction de la vitesse du moteur de 25 % réduit la consommation d’énergie du moteur d’environ 60 %. La réduction de la vitesse d’une pompe ou d’un moteur de ventilateur de 50 % réduit la consommation énergétique du moteur de près de 90 %. De plus, le fonctionnement à basse vitesse prolonge également la durée de vie de la pompe et des autres équipements entraînés. Ainsi, l’utilisation de variateurs de fréquence pour réduire la vitesse du moteur aux exigences spécifiques de l’application peut permettre de réaliser des économies d’énergie immédiates !

Voici l’autre bonne nouvelle. Rockwell Automation offre une autre façon aux ingénieurs de repenser l’utilisation des actifs. Grâce aux variateurs moyenne tension (MV) PowerFlex^® et à la commande de transfert par synchronisation, les ingénieurs disposent d’une solution supplémentaire de réduction du capital et d’économie d’énergie...

Réduire les coûts d’équipement

Contrairement à l'architecture VFD-moteur traditionnelle, utilisée dans la plupart des usines, en utilisant la commande de transfert par synchronisation, un ingénieur peut utiliser un variateur MT pour commander sélectivement plusieurs moteurs, un moteur à la fois .

Commande de transfert par synchronisation dans le secteur pétrole et gaz

Dans l’industrie pétrole et gaz par exemple, les entreprises utilisent des centaines de pompes et de compresseurs pour déplacer le pétrole brut et le gaz naturel dans les pipelines, des champs de pétrole et de gaz aux raffineries ou aux usines de traitement.

Une station de pipeline typique transporte des produits à base de pétrole. Les puissances nominales totales du moteur pour la station dépendent de plusieurs facteurs, notamment la viscosité, la distance du pipeline, les débits requis pour respecter les calendriers, etc. Pour une station de pompage spécifique, la demande de capacité de pompage la plus défavorable pourrait peut-être atteindre 6 711 kW (9 000 CV) au total. Mais au lieu d’utiliser une grande pompe, trois pompes de 2237 kW (3 000 CV) en série commandées par un variateur de fréquence moyenne tension PowerFlex offrent une meilleure utilisation des actifs et une redondance pompe-moteur.

En période de pic de demande du procédé, la capacité de pompage peut être augmentée avec le système de transfert synchronisé. De même, le fonctionnement en survitesse du variateur peut capitaliser sur des taux énergétiques de pointe réduits, de sorte que davantage de produits sont déplacés lorsque les taux de distribution sont inférieurs.

Surveillance à distance avec données en temps réel

Les variateurs de fréquence PowerFlex fournissent également une commande de procédé et des données en temps réel qui permettent de faire la différence entre les bénéfices et les pertes.

Par exemple, en connectant les variateurs de fréquence au réseau de commande d’une installation, les opérateurs peuvent découvrir que deux stations de pompage connectées dans des zones d’utilité énergétique distinctes ont des taux d’électricité sensiblement différents. Et les opérateurs pouvaient alors faire fonctionner la station de pompage de manière plus intensive dans la zone avec des débits plus faibles.

Même dans une zone d’utilité, les opérateurs pourraient constater que les coûts énergétiques sont plus faibles pendant les heures creuses, puis ajuster le système pour capitaliser sur le taux le plus bas.

Les variateurs de fréquence intelligents permettent de réduire les temps d'arrêt

Avec un variateur de fréquence intelligent, les ingénieurs peuvent définir des modèles analytiques pour mesurer la vitesse de l’équipement ou d’autres caractéristiques. De plus, ils peuvent utiliser les données accessibles à distance pour identifier les besoins de maintenance potentiels. Lors de l’examen de trois pompes fonctionnant à la même vitesse, un ingénieur peut constater qu’une pompe a un couple de charge inférieur. Par conséquent, un technicien peut être envoyé pour étudier le problème. Les variateurs de fréquence avec visibilité à distance des données permettent de :

• Diminuer les temps d'arrêt et les coûts de maintenance
• Fournir des alertes prédictives, en fonction de l’analyse embarquée pour les composants critiques
• Confirmer la durée de fonctionnement des composants du variateur et d’autres informations concernant les exigences liées à la maintenance

De plus, lorsque les variateurs de fréquence PowerFlex 6000T sont associés à FactoryTalk® Analytics™ GuardianAI™, les opérateurs bénéficient d’une vision étendue de l’état des actifs de l’usine, notamment :

• Anticiper et identifier les défaillances de pompe, ventilateur ou soufflerie.
• Obtenir des notifications de restrictions de flux, cavitation, fixation desserrée, désalignements de lames, défauts de palier, etc.

Où les variateurs moyenne tension apportent le plus de valeur

Les industries à forte intensité énergétique, telles que le pétrole, les métaux, les minéraux, l'agroalimentaire, le papier et les produits chimiques, représentent plus de 50 % de la consommation d'énergie industrielle mondiale  et offrent d'innombrables possibilités de solutions de commande intelligente de moteurs.

Les variateurs PowerFlex moyenne tension peuvent commander des moteurs pour pompes, compresseurs, convoyeurs, souffleries, extrudeuses, ventilateurs, mélangeurs, grues, treuils, refroidisseurs et hélices. Et chaque application offre la possibilité de réduire la consommation d’énergie.

L’opportunité d’appliquer un contrôle de transfert par synchronisation aux pompes des industries de l’eau, des eaux usées, du pétrole et du gaz est énorme. Un client de Rockwell Automation dans l’industrie de l’énergie utilise plus de 100 variateurs moyenne tension, et la plupart utilisent des systèmes de transfert par synchronisation.

Les 3 principaux avantages liés à la commande de moteur à transfert par synchronisation

Faites plus avec moins d’équipements. Les variateurs de fréquence PowerFlex 6000T et PowerFlex 7000 avec commande de transfert par synchronisation permettent de :  

• Économiser de l'énergie. Combinez l'efficacité du variateur de fréquence avec des transitions transparentes de synchronisation et de synchronisation, et profitez des avantages d'économie d'énergie d'un fonctionnement direct à une vitesse optimale. Réduire les pics de charge énergétique Réduisez les pertes de puissance du variateur de fréquence car la taille et le nombre de variateurs de fréquence sont réduits
• Gagner du temps. Réduisez le temps et les coûts de conception de systèmes multi-variateurs – spécification, achat, expédition, installation, mise en service et maintenance de variateurs de fréquence supplémentaires
• Économiser de l'argent. Réduisez les coûts d'investissement et d'exploitation. L'achat, l'hébergement, l'alimentation et le refroidissement d'un variateur MT avec un système de transfert par synchronisation coûtent moins cher par rapport à plusieurs variateurs de fréquence

Rockwell Automation propose des systèmes de transfert par synchronisation avec des variateurs moyenne tension depuis 1989. Plusieurs centaines de systèmes de transfert par synchronisation ont été mis en œuvre dans le monde entier.

En fournissant une commande de moteur précise et des données de procédé en temps réel avec des alertes de maintenance prédictive, les variateurs de fréquence intelligents peuvent vous aider à atteindre vos objectifs de production. En savoir plus sur les variateurs PowerFlex moyenne tension en ligne . Il existe une solution de variateur MT qui vous convient.