Un variateur de vitesse, ou variateur de fréquence (abréviations VFD, de l’anglais: Variable Frequency Drive ou AFD Adjustable Frequency Drive) est un système de contrôle de la vitesse de rotation d’un moteur à courant alternatif (AC) par la commande de la fréquence de la puissance fournie au moteur. Un variateur de fréquence est un cas particulier d’un variateur de vitesse. Les variateurs de fréquence sont également connus sous le nom de drives à fréquence réglable (AFD), drives CA ou microdrivers. Étant donné que la tension varie en même temps que la fréquence, ils sont parfois appelés pilotes VVVF (variateur de tension à variateur de fréquence).

Le contrôleur de dispositif de variation de fréquence (le variateur lui-même) est formé par des dispositifs de conversion électroniques à semi-conducteurs. La conception habituelle convertit d’abord la puissance d’entrée CA en courant continu à l’aide d’un redresseur en pont. Le courant continu intermédiaire est converti en un signal alternatif quasi sinusoïdal à l’aide d’un circuit inverseur commuté.

Le redresseur est généralement un pont de diodes triphasé, mais des redresseurs commandés sont également utilisés. Parce que l’énergie est convertie en continu, de nombreuses unités acceptent à la fois simple et trois entrées de phase (agissant en tant que convertisseur de phase, un variateur de vitesse).

Dès qu’ils sont apparus des commutateurs semi-conducteurs ont été introduits dans les convertisseurs de fréquence, ils sont appliqués aux investisseurs de toutes les tensions disponibles. Actuellement, les transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) sont utilisés dans la plupart des circuits onduleurs.

Les caractéristiques du moteur à courant alternatif nécessitent une variation proportionnelle de la tension chaque fois que la fréquence est modifiée. Par exemple, si un moteur est conçu pour fonctionner à 400 volts à 50 Hz, la tension appliquée doit être réduite à 200 volts lorsque la fréquence est réduite à 25 Hz. Ainsi, la volts / hertz doit être régulée à une valeur constante (400 / 50 = 8,00 V / Hz dans ce cas). Pour un fonctionnement optimal, d’autres ajustements de tension sont nécessaires, mais la règle générale est la constante V / Hz. La méthode la plus novatrice et la plus étendue dans les nouvelles applications est le contrôle de la tension par modulation de largeur d’impulsion (PWM).

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