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Onduleur
162 produits
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Lorsqu'un moteur asynchrone triphasé doit fonctionner à vitesse variable - pour adapter le débit d'une pompe, gérer un tapis roulant ou suivre un profil d'accélération précis sur une machine-outil - l'onduleur est le composant qui rend tout cela possible, en convertissant le courant alternatif du réseau à fréquence fixe en un courant alternatif à fréquence et tension variables. Chez Elexonik, vous trouverez une sélection d'onduleurs industriels disponibles au catalogue avec expédition par coursier express en 3, 5 ou 7 jours ouvrés, choisis parmi les principales marques du secteur pour leur fiabilité documentée et leur support technique réel. L'équipe est à la disposition des installateurs, des techniciens de maintenance et des services d'achat pour la vérification de la taille correcte, la lecture des données de la plaque signalétique du moteur et la sélection de la variante adaptée à l'application spécifique, avant de confirmer la commande.
Les onduleurs font partie de la structure Moteurs électriques du catalogue Elexonik, à l'intérieur de la catégorie plus large de Contrôle et Automatisation. Le catalogue couvre des variateurs de fréquence pour des applications simples comme les pompes et les ventilateurs, des solutions vectorielles pour le contrôle précis du couple, et des onduleurs avec des fonctions avancées pour des installations qui nécessitent une intégration avec des systèmes de supervision ou des fonctions de sécurité intégrées.
Qu'est-ce qu'un onduleur et à quoi sert-il dans l'industrie
Un onduleur industriel - également appelé convertisseur de fréquence ou variateur de vitesse - est un dispositif électronique qui reçoit en entrée le courant alternatif du réseau (tension et fréquence fixes, typiquement 230 V monophasé ou 400 V triphasé à 50 Hz) et le restitue en sortie sous forme de courant alternatif à fréquence et tension variables, adaptés pour piloter un moteur asynchrone à la vitesse souhaitée. Le principe de fonctionnement s'articule en deux étapes : le redresseur convertit le courant alternatif en courant continu, le pont de l'onduleur le reconvertit en courant alternatif à la fréquence programmée. La vitesse de rotation du moteur est proportionnelle à la fréquence de sortie de l'onduleur, ce qui permet de la réguler de manière continue et précise, sans les contraintes mécaniques et électriques typiques du démarrage direct.
Les avantages de l'utilisation d'un convertisseur de fréquence au lieu d'un démarrage direct ou d'un système à vitesse fixe sont concrets et mesurables. L'économie d'énergie est la plus visible dans les applications à charges variables : sur les pompes et les ventilateurs, où la puissance absorbée varie avec le cube de la vitesse, réduire la fréquence de sortie de 20 % signifie diviser par deux environ la puissance absorbée. À cela s'ajoute la réduction des contraintes mécaniques au démarrage, grâce à la gestion des rampes d'accélération et de décélération, et le contrôle précis du processus, qui se traduit dans de nombreuses applications directement par une qualité du produit fini.
Les familles disponibles au catalogue
Le catalogue d'onduleurs d'Elexonik couvre trois familles principales, différenciées par le type de contrôle et le niveau de performance :
Onduleurs scalaires (contrôle V/f) : gèrent le moteur en maintenant constant le rapport tension/fréquence. Ils constituent la solution standard et économique pour les applications où une régulation fine du couple n'est pas requise : pompes centrifuges, ventilateurs, tapis roulants à charge constante. Leur simplicité de configuration et leur coût contenu en font le choix le plus répandu pour les installations de niveau intermédiaire.
Onduleurs vectoriels : mettent en œuvre des algorithmes de contrôle vectoriel qui gèrent séparément la composante de flux et celle de couple du courant du moteur. Cela permet une réponse dynamique rapide et un contrôle précis du couple même à des vitesses très basses, condition nécessaire pour les machines-outils, les axes de positionnement, les systèmes d'enroulement et les applications où le moteur doit maintenir le couple nominal à bas régime.
Onduleurs avec fonctions avancées : incluent des fonctionnalités spécifiques comme la fonction STO (Safe Torque Off) certifiée pour les applications de sécurité, un PLC intégré pour les logiques décentralisées, des entrées/sorties numériques et analogiques programmables, des filtres EMC intégrés et des ports de communication pour les principaux bus de terrain. Ils sont le choix pour les installations complexes où l'onduleur n'est pas seulement un variateur mais un nœud intelligent du réseau d'automatisation.
Comment choisir le bon onduleur : critères opérationnels avant la commande
La sélection d'un convertisseur de fréquence ne se limite pas au choix de la puissance nominale. Ceux qui ont déjà dimensionné ces composants sur des installations réelles savent qu'il y a au moins six paramètres à vérifier avant de confirmer la commande, et qu'en négliger ne serait-ce qu'un seul est la cause la plus fréquente d'incompatibilité ou de retour après installation.
Paramètres à vérifier systématiquement
Vérifiez la tension et la configuration d'alimentation. Les onduleurs se distinguent entre les modèles avec entrée monophasée 230 V (adaptés aux installations civiles ou aux petits armoires sans triphasé disponible) et les modèles avec entrée triphasée 400 V, qui est le standard industriel. La sortie est toujours triphasée pour piloter des moteurs asynchrones standard. Ils ne sont pas interchangeables : un onduleur triphasé 400 V ne fonctionne pas sur une prise monophasée.
Contrôlez la puissance et le courant nominal du moteur sur la plaque signalétique. La taille de l'onduleur se choisit en fonction du courant nominal du moteur, et pas seulement de la puissance en kW. La valeur du courant maximal en sortie de l'onduleur doit être égale ou supérieure au courant nominal du moteur. Pour les charges lourdes ou avec des variations fréquentes du cycle, il est conseillé de surdimensionner légèrement par rapport au seul courant de régime. Le courant d'appel des moteurs à démarrage direct n'est pas un problème majeur pour l'onduleur, qui gère le démarrage avec une rampe : il est en revanche pertinent pour le dimensionnement des dispositifs de protection en amont.
Définissez le type de contrôle requis par l'application. Pour les pompes, ventilateurs et tapis à charge constante, le contrôle scalaire V/f est suffisant. Pour les machines nécessitant un couple nominal à basse vitesse, un positionnement précis ou une réponse dynamique rapide, il faut un onduleur vectoriel. Spécifier le mauvais type de contrôle est l'une des erreurs les plus courantes lors de la sélection.
Vérifiez la présence et le type de hacheur de freinage. Si l'application prévoit des décélérations rapides ou des charges à forte inertie (presses, centrifugeuses, axes verticaux), le moteur en freinage restitue de l'énergie au bus DC de l'onduleur. Sans un hacheur de freinage et une résistance de freinage externe, cette énergie provoque une surtension qui met l'onduleur en alarme ou l'endommage. Tous les modèles n'incluent pas le hacheur intégré : vérifiez toujours ce point pour les applications avec des charges freinantes.
Assurez la compatibilité avec le protocole de communication de l'installation. Si l'onduleur doit être intégré dans un réseau d'automatisation géré par un PLC ou un système SCADA, vérifiez quel bus de terrain est utilisé dans l'installation et si l'onduleur le supporte nativement ou via une carte optionnelle. Les protocoles les plus courants dans le domaine industriel sont Modbus RTU, Profinet, EtherNet/IP et CANopen. Le port de communication série est souvent une option à spécifier au moment de la commande via un code étendu : vérifiez-le avant, pas après.
Contrôlez les conditions environnementales et le degré de protection IP. Les onduleurs installés dans des armoires fermées fonctionnent dans des conditions de température contrôlée. Pour les installations dans des environnements poussiéreux ou humides, ou le montage à l'extérieur de l'armoire, vérifiez le degré de protection IP de la face avant et du boîtier. Vérifiez également la température ambiante maximale autorisée : de nombreux modèles déclassent le courant au-dessus de 40°C.
Applications principales des onduleurs industriels
Pompes, ventilateurs et installations CVC
Le contrôle de la vitesse des pompes centrifuges et des ventilateurs via un onduleur est l'application avec le retour sur investissement le plus rapide. Le débit d'une pompe varie linéairement avec la vitesse de rotation, mais la puissance absorbée varie avec le cube : réduire la vitesse de 30 % signifie ramener la puissance absorbée à environ 34 % de la puissance nominale. Dans les installations de traitement des eaux, de climatisation et de distribution de fluides, un onduleur remplace les vannes de régulation et les registres de régulation par un contrôle continu et précis, éliminant les pertes de pression et réduisant les consommations énergétiques de manière mesurable. Pour ces applications, Danfoss dispose d'une gamme spécifique pour les pompes et le CVC, avec des algorithmes de contrôle optimisés et des fonctions de protection dédiées, commandable avec un support technique avant-vente pour un dimensionnement correct.
Tapis roulants et lignes de manutention
Dans les lignes de production et les entrepôts automatisés, les tapis roulants nécessitent des démarrages en douceur pour éviter les chocs et les ruptures des matériaux transportés, et des arrêts contrôlés pour la synchronisation avec les stations de travail. L'onduleur gère les deux conditions via des rampes d'accélération et de décélération programmables, avec la possibilité de configurer des profils de vitesse multiples activables par des entrées numériques. Le contrôle de la vitesse permet également de synchroniser des tapis en séquence qui doivent maintenir une vitesse proportionnelle entre eux.
Machines-outils et axes de positionnement
Les tours, fraiseuses, centres d'usinage et systèmes de positionnement nécessitent un contrôle précis du couple à toutes les vitesses, y compris les vitesses très basses. Dans ces applications, le contrôle vectoriel est nécessaire : le contrôle scalaire n'est pas en mesure de garantir le couple nominal en dessous de certains régimes, et le résultat est un usinage imprécis ou un arrêt par sous-courant. Les marques Control Techniques et Mitsubishi Electric offrent des solutions vectorielles spécifiques pour cette catégorie d'applications, avec des dynamiques de réponse élevées et des fonctions de rétroaction par encodeur pour le contrôle en boucle fermée.
Compresseurs, agitateurs et centrifugeuses
Les compresseurs à vis à vitesse variable et les agitateurs industriels sont des applications qui nécessitent une gestion attentive des courants d'appel et du couple au démarrage. La fonction de soft start intégrée dans l'onduleur élimine les pics de courant qui dans les démarrages directs peuvent atteindre 6-8 fois le courant nominal, avec des bénéfices immédiats sur la durée de vie des composants mécaniques et sur les chutes de tension dans le réseau de distribution. Les centrifugeuses ajoutent le thème du freinage rapide : dans ces cas, la vérification de la présence du hacheur de freinage et le bon dimensionnement de la résistance de freinage externe sont des étapes obligatoires en phase de projet.
Erreurs fréquentes dans la sélection et l'installation des onduleurs
Taille dimensionnée sur la puissance kW sans vérifier le courant
L'erreur la plus fréquente en phase de sélection est de dimensionner l'onduleur sur le seul donnée de puissance en kW du moteur, sans vérifier le courant nominal de la plaque signalétique. Sur des moteurs de construction différente, deux moteurs avec la même puissance nominale peuvent avoir des courants nominaux significativement différents selon le constructeur, le nombre de pôles et le degré d'efficacité. Le courant maximal en sortie de l'onduleur doit être égal ou supérieur au courant nominal du moteur : si l'onduleur est choisi sur une taille de puissance qui correspond à un courant légèrement inférieur à celui du moteur installé, le résultat est un fonctionnement en zone de limitation continue avec des interventions fréquentes des protections thermiques. Quand un client nous contacte pour résoudre un problème de ce type, la première chose que l'équipe Elexonik vérifie est la donnée de courant sur la fiche technique de l'onduleur comparée à la plaque du moteur.
Absence de filtre EMC sur des installations avec instrumentation sensible
Les onduleurs génèrent des perturbations électromagnétiques conduites sur le réseau d'alimentation. Dans des installations où la même ligne de puissance alimente également de l'instrumentation de mesure, des capteurs analogiques ou des systèmes de communication, l'absence d'un filtre EMC sur l'entrée de l'onduleur peut causer des interférences qui se manifestent comme des lectures erronées, des instabilités dans les signaux analogiques ou des erreurs de communication intermittentes difficiles à diagnostiquer. De nombreux onduleurs de gamme moyenne incluent un filtre EMC intégré ou le prévoient comme option : vérifier cet aspect en phase de sélection, spécialement pour les installations dans des armoires avec instrumentation mixte, évite des problèmes de mise en service qui nécessitent des interventions coûteuses a posteriori.
Câblage du câble moteur sans blindage
L'utilisation de câbles non blindés entre l'onduleur et le moteur est une autre erreur récurrente, spécialement dans les interventions de rétrofit sur des installations existantes où l'on a tendance à réutiliser les câbles déjà posés. Le câble qui relie la sortie de l'onduleur au moteur est parcouru par une tension commutée à haute fréquence qui émet des perturbations rayonnées. Le câble blindé avec la tresse mise à la terre aux deux extrémités est la solution technique correcte : il réduit les perturbations rayonnées et protège les câbles de signal parallèles. Cette indication est explicitement requise par la norme IEC 61800-3 pour les systèmes d'entraînement à vitesse variable installés dans des contextes industriels.
Installation, sécurité et compatibilité avec l'installation existante
Protections en amont et câblage correct
Avant d'installer un onduleur, il faut vérifier que les dispositifs de protection en amont - disjoncteurs magnéto-thermiques et différentiels - soient compatibles avec les courants harmoniques générés par le redresseur interne. Les différentiels de type AC standard ne sont pas adaptés : en présence de composantes de courant continu dans le courant de défaut, générées par le redresseur de l'onduleur, un différentiel AC ne déclenche pas correctement. La norme IEC 60364-4-41 requiert l'utilisation de différentiels de type B pour la protection de circuits avec onduleurs. Le manuel technique du fabricant spécifie toujours le type de dispositifs de protection recommandés en amont : le consulter avant l'installation est obligatoire, pas facultatif.
Pour les applications qui requièrent la fonction STO (Safe Torque Off) pour la désactivation sécurisée du moteur sans retirer l'alimentation à l'onduleur, les modèles avec cette fonction intégrée doivent être sélectionnés et câblés selon les indications de l'EN ISO 13849-1, en vérifiant le Performance Level atteignable avec la configuration matérielle spécifique. L'équipe technique Elexonik supporte la vérification de ces exigences pour les installations qui impliquent des fonctions de sécurité.
Accessoires, pièces de rechange et composants associés
Un onduleur fonctionne rarement comme un composant isolé. Les accessoires d'onduleur - résistances de freinage, hacheurs externes, filtres EMC supplémentaires, cartes d'extension pour bus de terrain, panneaux de contrôle distants - sont des composants qui dans de nombreuses applications doivent être spécifiés ensemble avec l'onduleur principal. Pour le contrôle du moteur en aval, les catégories contrôle moteurs et protection moteurs complètent la spécification de l'entraînement avec les composants nécessaires pour la gestion des circuits auxiliaires et la protection contre les pannes. Pour les applications avec freinage dynamique intense, les modules de freinage disponibles au catalogue complètent l'entraînement avec la résistance et le hacheur dimensionnés pour l'application spécifique.
Si l'onduleur doit être intégré dans un système d'automatisation avec PLC ou HMI, la catégorie PLC, HMI et analyse de données couvre les contrôleurs, les panneaux opérateurs et les passerelles de communication nécessaires pour construire l'architecture complète de l'installation. Pour les applications où la rétroaction de vitesse ou de position est nécessaire pour le contrôle vectoriel en boucle fermée, les capteurs industriels du catalogue Elexonik incluent des encodeurs et des capteurs de proximité compatibles avec les entrées de rétroaction des onduleurs.
Normes de référence pour l'installation des onduleurs
Les onduleurs industriels sont soumis à des exigences normatives spécifiques qui incident directement sur le choix du modèle et sur les modalités d'installation. La norme IEC 61800-3 définit les exigences de compatibilité électromagnétique (EMC) pour les systèmes d'entraînement à vitesse variable : elle classe les onduleurs par catégorie d'installation (C1, C2, C3) en fonction de l'environnement d'utilisation et des limites d'émission admissibles. Un onduleur certifié pour la seule catégorie C3 (réseaux industriels en moyenne et haute tension) n'est pas conforme s'il est installé sur un réseau de distribution en basse tension sans mesures supplémentaires de filtrage : vérifier la catégorie de conformité EMC est une étape obligatoire pour ceux qui doivent respecter les exigences de la Directive Machines 2006/42/CE et de la Directive sur la Compatibilité Électromagnétique 2014/30/UE.
Pour les applications avec des fonctions de sécurité intégrées (STO, SS1, SLS), la conformité à l'EN ISO 13849-1 ou à l'IEC 62061 détermine le Performance Level ou le Safety Integrity Level atteignable avec l'architecture matérielle spécifique. Les marques Siemens et Schneider Electric documentent les fonctions de sécurité intégrées dans leurs onduleurs avec des certifications TÜV et avec la documentation technique nécessaire pour l'évaluation des risques de l'installation : la disponibilité de cette documentation est un critère de sélection du fournisseur que l'équipe Elexonik vérifie avant de conseiller un modèle pour des applications avec des exigences de sécurité.
Les marques disponibles pour les onduleurs industriels
- Danfoss - Série VLT et VACON pour le contrôle de moteurs dans les applications CVC, traitement des eaux, manutention et machines industrielles. Onduleurs scalaires et vectoriels avec filtres EMC intégrés, fonctions d'économie d'énergie et communication Modbus RTU, Profinet et EtherNet/IP natives. Commandables avec support technique pour le dimensionnement sur les applications pompes et ventilateurs.
- Siemens - Gamme SINAMICS pour le contrôle de moteurs asynchrones et synchrones dans les applications allant de la simple variation de vitesse jusqu'aux systèmes multi-axes avec contrôle vectoriel en boucle fermée. Intégration native avec l'écosystème Simatic et support pour Profinet, Profibus et SINAMICS CONNECT. Documentation technique complète pour les applications avec fonctions STO et SLS.
- ABB - Série ACS pour les applications pompes et ventilateurs avec algorithmes d'optimisation énergétique, et série ACS580/880 pour les applications industrielles générales et machines avec cycles de travail lourds. Communication Modbus, Profibus, EtherNet/IP et PROFINET. Onduleurs avec fonction STO pour les applications de sécurité.
- Control Techniques - Gamme Unidrive et Commander pour les applications de motion control et contrôle moteurs à hautes performances. Onduleurs vectoriels avec rétroaction par encodeur pour le contrôle en boucle fermée, PLC intégré programmable et large compatibilité avec les bus de terrain industriels. Indiqués pour les machines-outils, axes de positionnement et systèmes d'enroulement.
- Mitsubishi Electric - Série FR-A et FR-E pour le contrôle de moteurs dans les applications industrielles générales, avec contrôle vectoriel sans capteur et avec encodeur. Large gamme de puissances allant de fractions de kW jusqu'à des centaines de kW, avec des modules optionnels pour Profibus, CC-Link et MELSEC. Solutions fréquemment requises en association avec des PLC Mitsubishi pour la gestion intégrée des axes.
- Delta Electronics - Série VFD pour les applications industrielles générales avec un rapport performances/prix élevé. Onduleurs scalaires et vectoriels dans des tailles allant de fractions de kW à plusieurs centaines de kW, avec filtres EMC intégrés et communication Modbus RTU standard. Choix fréquent pour les installations à volume où le coût d'acquisition est un paramètre critique sans renoncer à la qualité technique.
Questions fréquentes sur les onduleurs industriels
Comment vérifier si un onduleur est adapté au moteur déjà installé sur l'installation ?
La première étape est de lire la plaque du moteur et de noter : tension nominale, courant nominal, puissance en kW, nombre de pôles et fréquence nominale. Le courant nominal du moteur est le paramètre le plus important : le courant maximal continu en sortie de l'onduleur doit être égal ou supérieur à cette valeur. La puissance nominale de l'onduleur en kW indiquée au catalogue se réfère à un moteur standard à 4 pôles 400 V : si le moteur a des caractéristiques différentes, c'est le courant qui fait foi, pas la donnée de puissance. Le deuxième paramètre est la tension d'alimentation disponible : 230 V monophasé ou 400 V triphasé. L'équipe Elexonik peut vérifier la compatibilité entre le code de l'onduleur sélectionné et les données de la plaque du moteur avant de traiter la commande.
Quelle est la différence concrète entre le contrôle scalaire V/f et le contrôle vectoriel dans un onduleur ?
La commande scalaire V/f maintient constant le rapport entre la tension et la fréquence en sortie : elle est simple à configurer, stable et suffisante pour les applications où le moteur fonctionne à charge constante et où un couple précis à basse vitesse n'est pas requis. La commande vectorielle calcule en temps réel les composantes de flux et de couple du courant du moteur, en les gérant séparément : cela permet de fournir le couple nominal même à des vitesses très basses, de répondre rapidement aux variations de charge et d'obtenir des performances proches de celles d'un moteur à courant continu. La commande vectorielle sans capteur ne nécessite pas d'encodeur sur le moteur mais présente des limitations à des vitesses très basses ; la commande vectorielle avec retour d'encodeur surmonte ces limitations et est nécessaire pour les applications de positionnement ou de contrôle de la vitesse avec une haute précision.
Quand une résistance de freinage externe est-elle nécessaire et comment la dimensionner ?
Une résistance de freinage externe est nécessaire chaque fois que l'application prévoit des décélérations rapides, des charges à forte inertie (centrifugeuses, presses, axes verticaux) ou des freinages fréquents dans le cycle de travail. Pendant le freinage, le moteur fonctionne comme générateur et restitue de l'énergie au bus DC de l'onduleur : si cette énergie n'est pas dissipée, la tension sur le bus DC augmente jusqu'à la valeur d'intervention de la protection contre les surtensions. Le hacheur de freinage - intégré à l'onduleur ou externe - décharge l'énergie excédentaire sur la résistance de freinage, qui la dissipe sous forme de chaleur. Le dimensionnement de la résistance dépend de l'énergie à dissiper par cycle et de la puissance moyenne de freinage : le constructeur de l'onduleur fournit des formules et des tableaux pour le calcul dans la documentation technique. L'équipe Elexonik vérifie la disponibilité du hacheur intégré dans le modèle sélectionné et la compatibilité avec les résistances de freinage disponibles au catalogue.
Est-il possible de remplacer un onduleur hors production par un équivalent compatible ? Elexonik prend-il en charge ce type de recherche ?
Oui, la gestion des onduleurs hors production ou difficiles à trouver est une activité que l'équipe Elexonik réalise concrètement. Lorsqu'un client contacte Elexonik avec la référence d'un onduleur qui n'est plus disponible, la vérification prend en compte : la taille de courant et de tension, le type de commande (scalaire ou vectorielle), la présence de fonctions spécifiques comme la communication série, les entrées/sorties numériques supplémentaires ou les fonctions de sécurité. Dans de nombreux cas, il existe un remplaçant avec des performances équivalentes mais un code différent : notre équipe identifie la variante correcte et, si nécessaire, vérifie la disponibilité de la documentation technique pour la mise en service. Pour démarrer cette vérification, vous pouvez nous contacter directement depuis la page de contact ou via WhatsApp en indiquant la référence complète du modèle à remplacer.
Support technique, assistance et expéditions pour les onduleurs industriels
Dimensionner correctement un onduleur nécessite plus d'informations que celles qui sont souvent disponibles au moment de la commande : données de la plaque signalétique du moteur, cycle de travail, éventuelles charges de freinage, protocoles de communication de l'installation. Elexonik met à la disposition des installateurs, des techniciens de maintenance et des bureaux d'achats un support technique avant-vente orienté vers la résolution de ces points avant de confirmer la commande, et non après. Pour une vérification de compatibilité, pour identifier la variante correcte d'un modèle avec un code étendu ou pour demander de l'assistance sur une application spécifique, vous pouvez nous contacter via la page de contact ou nous écrire directement sur WhatsApp.
En plus de la fourniture d'onduleurs neufs, nous offrons un service de réparation et d'assistance technique sur les composants industriels pour la gestion des variateurs, utile lorsqu'un arrêt d'installation ne permet pas les temps d'attente pour une pièce de rechange immédiatement disponible. Les détails du service se trouvent dans la page réparations et assistance technique.
Les expéditions sont gérées en 3, 5 ou 7 jours ouvrés via coursier express, en fonction de la disponibilité du modèle. Les achats sont couverts par la garantie selon les conditions de vente publiées sur le site. Pour mieux connaître qui nous sommes et comment nous travaillons dans le secteur de l'automatisation industrielle, vous pouvez visiter la page qui sommes-nous.