WEG prépare l’avenir des usines 4.0 en les préparant à la transition énergétique essentielle aux générations à venir. Avec une nouvelle gamme de moteurs électriques synchrones et combinant le meilleur des technologies contenues dans les moteurs à aimants permanents et à réluctance synchrone, le rendement IE5 est largement dépassé.
En effet, les moteurs W23Sync+ Ultra offrent une efficience énergétique atteinte pour la première fois. Ils dépassent toutes les normes et réglementations mondiales actuelles définissant ainsi un nouveau niveau d’efficacité : IE6 et au-delà grâce à des pertes inférieures de 20 % par rapport à un rendement IE5.
L’avancée technologique des moteurs à aimants permanents par rapport aux moteurs asynchrones
Le fait est connu : les moteurs asynchrones sont les plus utilisés aujourd’hui encore dans l’industrie mondiale. Au fil des évolutions, ce type de moteur a gagné en performance grâce à la réduction des différentes pertes (pertes par effet Joule dans le rotor et le stator, pertes mécaniques, et pertes ferromagnétiques). L’amélioration de la conception de la carcasse contribue également à l’efficacité énergétique de ces machines électriques, qui peuvent atteindre un rendement IE4, voire IE5.
Bien que moins utilisés, les moteurs synchrones à aimants permanents offrent pourtant un rendement supérieur à celui des moteurs asynchrones, notamment en raison de l’absence de pertes par effet Joule dans le rotor, de l’apport du flux d’excitation des aimants permanents, et des ratios couple-courant et couple-volume élevés.
Ces machines présentent une faible ondulation de couple, un faible niveau de bruit, et une efficacité énergétique élevée, pouvant atteindre la plus haute classe de rendement : IE6 et au-delà, représentant environ 20 % de réduction des pertes par rapport à un moteur IE5. Chaque niveau supérieur de rendement suit la même logique de réduction des pertes d’environ 20 % par rapport au niveau précédent.
Les moteurs à réluctance synchrone : des machines plus performantes que les moteurs asynchrones
Le fonctionnement des moteurs à réluctance synchrone ne nécessite ni cage en aluminium ou cuivre, ni aimant permanent au rotor. Ces moteurs utilisent un stator classique à courant alternatif polyphasé. Des barrières de flux créent des chemins préférentiels pour le flux de l’induit. Avec peu de pertes rotoriques et en l’absence de glissement, leur efficacité énergétique est meilleure, particulièrement à pleine charge, que celle des moteurs asynchrones.
Même si leur facteur de puissance est plus faible que celui des moteurs asynchrones, la capacité d’affaiblissement des flux de cette technologie est importante. Cela contrebalance le faible facteur de puissance et permet un fonctionnement sur des plages de vitesse élevées.
En effet, la technologie “réluctance synchrone” est particulièrement adaptée pour des applications nécessitant une large plage de vitesse et/ou nécessitant d’atteindre des plages de vitesse élevées et de supporter des surcharges importantes. Par ailleurs, le coût de matière active est sensiblement identique à celui des moteurs asynchrones et plus bas que pour des moteurs synchrones à aimants permanents.
Pourquoi combiner les technologies à aimants permanents et la réluctance synchrone ?
WEG investit en permanence dans la recherche de solutions économes en énergie. Pour ce faire, la gamme W23Sync+ et W23Sync+ Ultra combine le meilleur des technologies des moteurs synchrones à aimants permanents et à réluctance synchrone.
Un nouveau pas vers une meilleure efficacité énergétique
Dans la recherche d’une meilleure efficacité énergétique, le rendement du moteur lorsqu’il atteint sa vitesse nominale (1) doit se rapprocher le plus possible de 100 %. Sur les courbes, on observe que le rendement est globalement bon pour les trois technologies, bien que la technologie asynchrone présente une efficacité moindre à basse vitesse.
Il est ensuite utile d’examiner le comportement du moteur à basse vitesse et sur toute la plage de vitesse. La technologie combinant aimants permanents et réluctance synchrone offre un meilleur rendement que la réluctance synchrone seule ou qu’un moteur asynchrone.
En regardant également la courbe du facteur de puissance, il apparaît clairement qu’en combinant les deux technologies, le facteur cos phi est beaucoup plus élevé que pour les deux autres technologies. Ainsi, les moteurs PMSynRM peuvent dépasser la classe de rendement IE6 et offrir un retour sur investissement rapide.
Un retour sur investissement (ROI) rapide
De nombreux facteurs entrent en jeu lors de l’achat de nouveaux moteurs électriques. WEG vous accompagne pour connaître votre retour sur investissement mais aussi la réduction des émissions de carbone émises avec votre future installation.
Avec notre applicatif WEGSee+, il est aisé de calculer dans quel délai l’installation de moteurs de nouvelle génération de type W23Sync+ ou W23Sync+ Ultra génère des économies financières par le simple levier d’une réduction significative de la consommation d’énergie. Moins d’énergie dépensée, c’est œuvrer pour la préservation de l’environnement d’autant que cette réduction s’accompagne d’une baisse significative des émissions de CO2.
Une interchangeabilité avec des moteurs asynchrones
La standardisation des moteurs, bien que de technologies différentes, offre de nombreux avantages. En effet, grâce à une carcasse compacte, les moteurs synchrones WEG sont interchangeables avec les moteurs à induction. Ainsi, avec une dimension mécanique équivalente, la base de l’installation peut être conservée.
Également, l’interchangeabilité des moteurs électriques :
- limite les risques d’erreur et facilite l’installation des nouvelles machines sur l’infrastructure existante,
- facilite l’intégration de nouvelles technologies et l’amélioration de l’efficacité énergétique,
- optimise le fonctionnement des systèmes de contrôle et d’automatisation, réduisant les coûts de conception et de mise en œuvre,
- etc.
Notre nouvelle gamme W23 pour un rendement IE5, IE6 au-delà
Les systèmes d’entraînement des moteurs hybrides W23Sync+ et W23Sync+ Ultra offrent le meilleur rendement qu’il est possible d’obtenir à l’heure actuelle. La technologie des Aimants Permanents en Ferrite (PM pour Permanent Magnets) combinée à la technique de réluctance synchrone (SynRM pour Synchronous Reluctance Motor) est utilisée pour les moteurs de taille allant 80 à 250. A noter que pour les moteurs d’une taille de 280 jusqu’à 450, la technologie à aimants permanents en terre rare (NdFeB) reste utilisée.
Outre l’amélioration du rendement, cette nouvelle gamme de moteurs synchrones génère moins de chaleur. Moins de chaleur signifie un allongement de la durée de vie du moteur et une maintenance réduite. Également, il n’est pas nécessaire de prévoir un système de refroidissement supplémentaire.
Au-delà d’un rendement le plus élevé, d’une durée de vie plus longue, d’une économie d’énergie, cette nouvelle gamme de moteurs WEG a un impact direct sur les réductions de de CO2 des installations. Par exemple, en remplaçant un moteur à induction IE3 4 pôles de 75 kW par un moteur IE6 W23 Sync+ ULTRA, la réduction de CO2 pourra s’élever jusqu’à 126 tonnes en tant compte d’un durée de vie prévue de 25 ans et en se basant de 6 500 heures d’exploitation par an.
Caractéristiques générales | |
|---|---|
Puissances | De 0,75 à 1 250kW |
Carcasses | De 80 à 450H/G |
Vitesse de rotation | Jusqu’à 3600 tr/min |
Tension | 400V |
Indice de protection | IP55 |
Isolation | F (80K) |
Facteur de service | 1.0 |
Type de roulement | Billes |
