Le variateur de vitesse est un terme utilisé pour décrire tout type de dispositif de transmission d’énergie qui permet un réglage manuel ou automatique de sa vitesse de fonctionnement fixe pour contrôler un processus ou économiser de l’énergie. La vitesse fixe d’un moteur d’entraînement à vitesse variable peut être augmentée ou diminuée selon le type d’application pour laquelle l’appareil est utilisé. Les dispositifs d’entraînement à vitesse réglable peuvent être électriques ou non électriques. Les entraînements non électriques peuvent être mécaniques ou hydrauliques. Les entraînements électriques peuvent utiliser un courant continu, un courant de Foucault ou un courant alternatif.
Les moteurs électriques fonctionnent à une vitesse fixe régie par le nombre d’enroulements internes qu’ils contiennent. Le réglage de la vitesse d’un moteur à l’aide de plusieurs jeux d’enroulements serait fastidieux et coûteux. Un mécanisme de commande de vitesse de moteur séparé est généralement requis pour faire fonctionner un moteur à vitesse fixe à des vitesses variables. Ce type de mécanisme de contrôle de vitesse est communément appelé variateur de vitesse. Ces mécanismes d’entraînement étaient à l’origine destinés à être utilisés dans le contrôle de processus, mais sont également fréquemment utilisés pour économiser l’énergie.
Un variateur de vitesse facilite le contrôle du processus en fournissant une vitesse de fonctionnement différente pour chaque processus effectué. Ce mécanisme offre également un fonctionnement plus fluide du moteur ainsi qu’un contrôle de l’accélération et du couple. Les variateurs de vitesse peuvent être utilisés pour économiser l’énergie en diminuant la vitesse du ventilateur dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Pendant les cycles de chauffage, la vitesse réduite du ventilateur améliore la circulation de l’air chaud dans toute la pièce. L’amélioration de la circulation de l’air réduit le nombre de cycles de chauffage requis par le système et réduit la consommation d’énergie.
Les variateurs de vitesse peuvent prendre de nombreuses formes différentes, notamment mécaniques, hydrauliques et électriques. Les entraînements mécaniques peuvent être une conception à pas variable, à courroie et à poulie ou un système à rouleaux métalliques de type traction. Les méthodes hydrauliques prennent généralement la forme d’un entraînement hydrostatique ou hydrodynamique. Les entraînements hydrostatiques ajustent la vitesse grâce à l’utilisation de pompes et de moteurs hydrauliques. Les entraînements hydrodynamiques modifient la vitesse du moteur au moyen d’un arbre d’entrée entraîné par roue et d’un arbre de sortie entraîné par rotor.
Un variateur de vitesse à alimentation électrique peut utiliser un courant continu, de Foucault ou alternatif. Les entraînements à courant continu ajustent la vitesse du moteur en modifiant son courant de champ ou sa tension d’induit. Les entraînements à courants de Foucault utilisent un dispositif appelé embrayage à courants de Foucault pour réguler un moteur à vitesse fixe. Les entraînements à courant alternatif fonctionnent soit en diminuant la tension appliquée au moteur, soit en augmentant sa résistance d’enroulement. Les entraînements à courant alternatif et à courant de Foucault sont généralement considérés comme un mécanisme d’entraînement à vitesse réglable inefficace.