Régulateurs de vitesse à transformateur pour ventilateurs

 

 

 

 

Régulation de la vitesse des ventilateurs par réduction de la tension moteur

Les régulateurs à transformateur modulent la vitesse des ventilateurs à moteur AC en abaissant la tension par paliers. Les régulateurs électroniques à TRIAC fonctionnent selon le même principe de base — la réduction de la tension moteur — mais de manière continue, et non par paliers comme les transformateurs.

Dans les deux cas, ces solutions conviennent uniquement aux moteurs contrôlables en tension, c’est-à-dire des moteurs dont la vitesse peut être ajustée en diminuant la tension d’alimentation, sans modifier la fréquence. Ces deux types de régulateurs sont idéaux pour les applications où le couple diminue avec la vitesse — typiquement la régulation de ventilateurs.

Les régulateurs à transformateur sont très utilisés dans ce domaine. Leur principal atout : une simplicité d’utilisation imbattable. Aucun paramétrage requis — on branche, et ça fonctionne. Côté installation, c’est rapide, intuitif, et bien moins complexe qu’un variateur de fréquence, ce qui se ressent aussi sur le prix.

Comment ça marche ?

Le transformateur intégré abaisse la tension d’entrée (tension primaire) pour produire une tension de sortie plus faible (tension secondaire), proportionnelle au rapport entre les enroulements primaires et secondaires.
Exemple simple : si l’enroulement primaire est deux fois plus grand que le secondaire, la tension de sortie est divisée par deux.

Les transformateurs intégrés dans les régulateurs de vitesse offrent généralement cinq tensions secondaires différentes, permettant cinq vitesses moteur. La sélection peut se faire par un simple bouton rotatif, un signal analogique ou une commande via Modbus RTU.
Certains modèles permettent de descendre encore plus bas que la première vitesse standard, en câblant la sortie la plus basse vers un enroulement secondaire encore inférieur — mais cette option n’est pas valable pour tous les types de moteurs. Une tension de démarrage trop faible peut empêcher le moteur de démarrer, voire l’endommager.

Et pour le choix du transformateur ?

La capacité maximale de courant qu’un transformateur peut fournir dépend directement de l’épaisseur du fil de cuivre utilisé dans ses enroulements. Plus le moteur demande de courant, plus il faut un transformateur avec des fils plus épais.
Chez Sentera, cette capacité est clairement indiquée. À noter que seule la consommation en régime nominal compte (exprimée en ampères) — le courant de démarrage, plus élevé mais très bref, n’est pas pris en compte.

Les transformateurs Sentera sont conçus avec un fil de cuivre de même épaisseur sur toute la bobine, ce qui garantit une meilleure tenue dans le temps. Certains fabricants utilisent des fils de section variable pour réduire les coûts — une pratique risquée. En effet, plus un fil est fin, plus il chauffe vite sous l’effet du courant. Une surchauffe peut faire fondre l’isolation, créer un court-circuit, voire détruire le transformateur.

Et ce risque augmente en cas de température ambiante élevée, de démarrages fréquents ou d’une mauvaise dissipation thermique. Une installation bien pensée et bien ventilée reste donc essentielle.

Autotransformateurs

Les régulateurs de vitesse à transformateur de Sentera intègrent un ou plusieurs autotransformateurs. Contrairement aux transformateurs classiques à double enroulement, un autotransformateur n’utilise qu’une seule bobine, qui assure à la fois le rôle d’enroulement primaire et secondaire. Des piquages intermédiaires sur cette bobine permettent d’obtenir différentes tensions de sortie.

Avec ce principe, il n’y a pas d’isolation galvanique entre l’entrée et la sortie : les enroulements sont physiquement reliés. Il en résulte non seulement un couplage électromagnétique, mais aussi une continuité électrique directe entre l’alimentation et la charge.
Cette construction simple présente un rendement supérieur, car seule une partie de la puissance est réellement transformée.

 

Comment ça fonctionne ?

Le fonctionnement d’un transformateur repose sur deux grands principes :

1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. Un courant alternatif dans l’enroulement primaire génère un champ électromagnétique variable.
                           2. Ce champ induit un courant alternatif dans l’enroulement secondaire — ou dans une portion du même enroulement, dans le cas d’un autotransformateur.

 

Un format compact et robuste

L’unique bobine d’un autotransformateur permet de réduire l’encombrement et le poids, comparé aux transformateurs isolés. Cela donne un composant plus compact, plus fiable et plus durable.

Ce type de transformateur est largement utilisé dans l’industrie, dans les process de production, mais aussi dans des applications plus simples, comme des régulations domestiques ou techniques où il faut ajuster des valeurs physiques comme la tension ou la vitesse.

Comment fonctionne un transformateur électrique ?

Un transformateur est un dispositif qui permet de transférer de l’énergie électrique d’un circuit à un autre sans contact direct, uniquement grâce au phénomène d’induction électromagnétique. Il sert principalement à élever ou abaisser la tension d’un courant alternatif dans de nombreuses applications électriques.

Le principe de base

Quand un courant alternatif traverse la bobine primaire, il crée un champ magnétique autour d’elle. Et comme ce courant change constamment de direction, le champ magnétique varie lui aussi en intensité et en polarité.
C’est ce champ magnétique en mouvement qui est au cœur du fonctionnement du transformateur.

Une énergie qui se propage sans fil

Ce champ magnétique variable "traverse" également la bobine secondaire. Et là, il se passe quelque chose d’intéressant : cette variation du champ magnétique induit une tension dans la bobine secondaire — c’est l’induction électromagnétique.

En d’autres termes, le champ en mouvement "pousse" les électrons du conducteur secondaire, ce qui génère une tension (appelée force électromotrice ou EMF).
Cette tension donne naissance à un courant électrique.
La direction de ce courant dépend du sens de variation du champ magnétique, comme le prévoit la loi de Lenz.

La tension présente dans la bobine secondaire dépend de deux facteurs :
• Le nombre de spires : Il s'agit du nombre d'enroulements dans chaque bobine. Si la bobine secondaire comporte davantage de spires que la bobine primaire, la tension sera plus élevée. À l’inverse, une bobine secondaire avec moins de spires produira une tension plus faible.
• L’intensité du champ magnétique : Plus le champ magnétique variable est intense, plus la tension induite dans la bobine secondaire sera élevée.

Un régulateur de vitesse à autotransformateur est une solution robuste et simple d’utilisation. Son inconvénient réside dans un rendement énergétique inférieur à celui de régulateurs de vitesse plus sophistiqués. Le rendement d’un transformateur correspond au rapport entre la puissance en sortie et la puissance absorbée en entrée.
La faible efficacité énergétique des régulateurs à autotransformateur s’explique par plusieurs pertes :

• Pertes par hystérésis : Lors des inversions de direction du champ magnétique dans le noyau (phénomène permanent dans les transformateurs alimentés en courant alternatif), la structure interne du matériau subit une réorganisation microscopique. Ce processus consomme une petite quantité d’énergie, qui se dissipe sous forme de chaleur.
• Pertes par courants de Foucault : Le champ magnétique variable induit également des courants parasites circulant dans le noyau en fer. Ces courants de Foucault provoquent un échauffement du noyau, constituant une autre forme de pertes à vide.
• Pertes par effet Joule (I²R) : Il s’agit des pertes classiques liées à l’échauffement des conducteurs. Le courant (I) circulant dans la résistance (R) des fils de cuivre des bobines primaire et secondaire génère de la chaleur. Plus l’intensité du courant augmente, plus ces pertes ohmiques augmentent proportionnellement I²R.

Sentera met en œuvre plusieurs techniques pour minimiser ces pertes d’énergie :
• Matériaux de noyau de haute qualité : L’utilisation d’acier au silicium à grains orientés, à faibles pertes par hystérésis, est essentielle. Ce type d’acier, également appelé acier électrique, est plus onéreux que les aciers classiques, mais il présente une meilleure perméabilité magnétique, ce qui réduit significativement les pertes.
• Laminage du noyau : Le noyau est constitué de fines tôles métalliques superposées (lamelles) afin de réduire les courants de Foucault. Ces fines plaques sont soigneusement alignées dans l’usine Sentera, fixées entre elles, puis recouvertes d’un vernis d’imprégnation spécifique. Ce procédé, bien que chronophage, améliore considérablement le rendement énergétique.

• Conducteurs de grande section : L’utilisation de fils de cuivre plus épais dans les enroulements permet de réduire leur résistance électrique et donc les pertes par effet Joule (I²R). Un cuivre de haute qualité, avec un diamètre important, présente une résistance plus faible, ce qui limite les pertes à forte intensité. Les transformateurs Sentera utilisent un fil de section constante sur l’ensemble de l’enroulement, ce qui garantit une qualité supérieure du transformateur.

Pourquoi cette technologie de base reste-t-elle pertinente ?

Les régulateurs de vitesse à autotransformateur Sentera sont encore largement utilisés pour la modulation de vitesse des ventilateurs. Leur simplicité d’utilisation, leur construction robuste et leur prix attractif constituent leurs principaux atouts. La vitesse du ventilateur peut être réglée par paliers, et même à basse vitesse, le moteur reste particulièrement silencieux.
Les inconvénients de cette technologie sont un  rendement énergétique plus faible et un léger bruit généré par le régulateur lui-même. Les régulateurs de vitesse à autotransformateur de Sentera sont spécialement conçus pour réduire ces désavantages autant que possible.
Pour les applications de ventilation non continues, cette technologie constitue souvent la solution idéale. Parmi les applications typiques figurent les hottes d'extraction, les ventilateurs d’extraction, etc.

Gamme de produits Sentera – Régulateurs à autotransformateur pour ventilateurs

Sentera fait partie des fabricants de référence dans le domaine des régulateurs de vitesse pour ventilateurs. Depuis plus de vingt ans, nos régulateurs de vitesse à autotransformateur font figure de standard dans le secteur du CVC. La qualité et la facilité d’utilisation ont toujours été notre priorité.
Leur succès a conduit à la création de nombreuses variantes, rendant parfois difficile une vision claire de l’ensemble de la gamme. Vous trouverez ci-dessous un résumé des caractéristiques principales des différentes séries.

Les régulateurs de vitesse à autotransformateur Sentera pour moteurs monophasés, avec une charge maximale allant jusqu’à 7,5 A inclus, sont équipés d’un boîtier en plastique de haute qualité, associé à des ailettes de refroidissement en métal. Ce boîtier est fabriqué dans l’usine de plasturgie de Sentera à partir d’un ABS ignifuge.
L’ailette métallique assure une dissipation thermique suffisante pour des régulateurs de cette capacité.
Tous les autres modèles de la gamme sont montés dans un boîtier métallique robuste, dimensionné pour garantir une dissipation thermique adéquate.

Régulateurs de vitesse à autotransformateur avec commandes intégrées

Une première catégorie regroupe les régulateurs de vitesse à autotransformateur dotés d’un ou plusieurs commutateurs intégrés en façade. Ces régulateurs sont particulièrement faciles à installer et à utiliser.

• Modèles d’entrée de gamme
Les régulateurs de vitesse à autotransformateur les plus simples sont équipés d’un commutateur rotatif en façade permettant de sélectionner manuellement la vitesse du ventilateur.
— Pour les moteurs monophasés 230 V : série STR-1
— Pour les moteurs triphasés   230 V : série STR-3
— Pour les moteurs triphasés   400 V : série STR-4
Ces séries constituent les régulateurs 5 paliers les plus simples et les plus économiques de la gamme Sentera.

• Détection de surchauffe moteur
Pour les moteurs monophasés et triphasés 400 V, ces modèles d’entrée de gamme sont également disponibles avec une fonction de sécurité supplémentaire permettant de détecter une surchauffe moteur.
— Série STRS1 pour moteurs monophasés
— Série STRS4 pour moteurs triphasés 400 V
Ces modèles sont particulièrement intéressants lorsque le moteur est équipé de capteurs de température TK (contacts thermiques) intégrés dans l’enroulement.
Lorsque la température du moteur dépasse un seuil critique, le régulateur de vitesse à 5 paliers coupe l’alimentation du moteur afin d’éviter tout dommage irréversible.

• Bouton d’urgence pour l’extraction de fumée
Pour les moteurs monophasés, un modèle d’entrée de gamme est également disponible avec un bouton d’urgence destiné aux applications d’extraction de fumée.
En cas d’urgence, l’appui sur ce bouton provoque l’accélération immédiate du ventilateur vers sa vitesse maximale. Après réinitialisation du bouton d’urgence, le régulateur reprend son fonctionnement normal.
— Série SER-1 pour moteurs monophasés

• Deux sélecteurs de vitesse indépendants
La série SC2-1 offre non pas un, mais deux commutateurs rotatifs à 5 positions en façade, pour le contrôle de moteurs monophasés.
L’un des deux sélecteurs est activé via une entrée à contact sec (position basse ou haute). Dans de nombreuses applications, un relais temporisé externe, un contact de température ou un relais de pression différentielle est connecté à cette entrée.
Par exemple, avec un thermostat, le ventilateur est contrôlé par le sélecteur 1 à basse température, et par le sélecteur 2 à température élevée. Ce système permet de basculer automatiquement entre deux régimes de ventilation distincts, en fonction des conditions. Il s’agit d’une forme simplifiée de ventilation à la demande.

 • Régulateurs pour hottes de cuisine
Les séries SFPR1 et SFPR4 sont des régulateurs de vitesse à autotransformateur équipés d’une sortie pour le contrôle d’une vanne gaz.
Un capteur de débit d’air ou un relais de pression est requis pour détecter la présence d’un flux d’air.
La sortie de commande de la vanne gaz est activée en même temps que le ventilateur.
Si aucun débit d’air n’est détecté dans les 60 secondes suivant le démarrage du moteur, la sortie de la vanne gaz est désactivée.
— SFPR1 pour moteurs monophasés
— SFPR4 pour moteurs triphasés 400 V

Ces modèles redémarrent automatiquement après une coupure de courant et intègrent également une fonction de protection contre la surchauffe du moteur (contacts TK).

Régulateurs de vitesse à autotransformateur commandables à distance

Dans certaines situations, il n’est ni souhaitable que le ventilateur fonctionne en continu, ni qu’il fonctionne toujours à la même vitesse. C’est pourquoi Sentera propose des régulateurs de vitesse à autotransformateur commandables à distance.
Certains modèles permettent uniquement de donner un signal de démarrage à distance, tandis que d’autres permettent également de sélectionner la vitesse du ventilateur à distance.

 

Régulateurs de vitesse à autotransformateur avec entrées à contact sec

Les entrées à contact sec peuvent être activées par un signal digital (niveau haut ou bas).
En général, ces entrées sont activées manuellement via un interrupteur, mais elles peuvent aussi l’être automatiquement, par exemple au moyen :
– d’une minuterie,
– d’un relais de pression,
– d’un contact de température,
– d’un interrupteur d’humidité, etc.

• Séries STRA1 et STRA4
Ces séries disposent de plusieurs entrées à contact sec supplémentaires pour permettre un démarrage du moteur à distance.
La combinaison de différentes conditions d’activation rend ces régulateurs particulièrement polyvalents.
La vitesse du ventilateur est sélectionnée manuellement via le commutateur rotatif en façade.
— STRA1 pour moteurs monophasés
— STRA4 pour moteurs triphasés 400 V
Ces deux séries redémarrent automatiquement après une coupure de courant et disposent d’une sortie

d’alarme ainsi que d’une détection de surchauffe moteur via les contacts TK.

• Séries SC2A1 et SC2A4
Ces modèles sont équipés de deux commutateurs de sélection de vitesse en façade, et offrent également plusieurs entrées à contact sec.
Ces entrées permettent non seulement de démarrer le moteur à distance, mais aussi d’activer l’un des deux commutateurs de vitesse.
Cela permet de basculer automatiquement entre deux régimes de ventilation différents selon les conditions.
— SC2A1 pour moteurs monophasés
— SC2A4 pour moteurs triphasés 400 V
Comme les séries précédentes, ces régulateurs redémarrent automatiquement après une coupure d’alimentation et sont dotés d’une sortie d’alarme et de la détection de surchauffe via les contacts TK.

 • Série RTR-1
Cette série offre cinq entrées à contact sec, chacune correspondant à l’activation d’un des cinq paliers de vitesse disponibles.
Le régulateur RTR-1 peut donc être entièrement commandé à distance :
il est possible de transmettre non seulement le signal de mise en marche, mais également la consigne de vitesse souhaitée.
— RTR-1 pour moteurs monophasés

Régulateurs de vitesse à autotransformateur avec entrée analogique 0–10 V

Un signal de commande 0–10 Volt est connecté au régulateur de vitesse à autotransformateur.
Ce signal analogique détermine quel palier de vitesse est activé, autrement dit, à quelle vitesse le moteur va fonctionner.

Le signal de commande 0–10 V peut être généré :
– manuellement via un potentiomètre de réglage de vitesse,
– automatiquement via un capteur (par exemple un capteur de CO₂ qui transmet la valeur mesurée sous forme d’un signal 0–10 V).

• Séries STVS1 et STVS4
Ces séries sont des régulateurs de vitesse à autotransformateur équipés d’une entrée analogique.
Les 5 paliers de vitesse sont sélectionnés automatiquement via le signal de commande 0–10 Volt.

Exemples :
– si la tension du signal est de 3 V, le palier de vitesse 1 sera activé,
– si elle est de 5 V, le palier 2, etc.

Pour les applications de ventilation à la demande, ces régulateurs peuvent être combinés avec un capteur Sentera à sortie 0–10 V.

— STVS1 pour moteurs monophasés
— STVS4 pour moteurs triphasés 400 V

Ces deux séries redémarrent automatiquement après une coupure de courant et disposent de la détection de surchauffe moteur via les contacts TK.

Régulateurs de vitesse à autotransformateur avec communication Modbus RTU

Le Modbus RTU (Remote Terminal Unit) est l’un des protocoles de communication les plus utilisés dans l’automatisation des bâtiments et des installations industrielles. Il s'agit d'une méthode de communication série permettant de connecter plusieurs appareils sur une seule ligne de communication, facilitant ainsi un échange de données efficace entre régulateurs, capteurs, régulateurs de vitesse de ventilateurs, actionneurs et autres dispositifs.
Comparé aux signaux 0–10 Volt classiques, la communication Modbus RTU est beaucoup plus stable et fiable.

• Séries RTVS8 et RTVS1
Les régulateurs de vitesse à autotransformateur des séries RTVS8 et RTVS1 sont commandés via Modbus RTU.
Le maître Modbus du réseau envoie le niveau de vitesse demandé (de 1 à 5) au registre Modbus correspondant de l'appareil RTVS8 ou RTVS1.
Les capteurs Sentera et potentiomètres avec communication Modbus peuvent être associés à ces régulateurs.
Ils sont également compatibles avec SenteraWeb, la plateforme cloud de Sentera, offrant un accès à distance, la possibilité de recevoir des notifications, d'utiliser un planificateur quotidien/hebdomadaire pour différents régimes de ventilation, etc.

Les caractéristiques des deux séries sont les suivantes :
– RTVS1 : nécessite une tension d'alimentation de 230 VAC.
– RTVS8 : peut fonctionner avec une tension d'alimentation comprise entre 115 et 230 VAC, ce qui les rend plus universels.

Ces deux séries contrôlent des moteurs monophasés. Elles redémarrent automatiquement après une coupure de courant et disposent d'une sortie d'alarme ainsi que d'une détection de surchauffe moteur via les contacts TK.

Régulateurs de vitesse à autotransformateur avec capteur de température

Le contrôle de la vitesse du ventilateur en fonction de la température ambiante est largement utilisé dans les secteurs agricoles et horticoles. Les gammes de produits ci-dessous connaissent un grand succès dans ces industries et ont fait leurs preuves en termes de qualité et de fiabilité pour les applications agricoles et horticoles.

• Série GTH
Les régulateurs de vitesse à autotransformateur de la série GTH fonctionnent en fonction de la température ambiante.
En mode chauffage, le ventilateur est activé lorsque la température mesurée descend en dessous de la température réglée. Lorsque la température mesurée dépasse la température sélectionnée, le ventilateur est désactivé.
La sortie non régulée peut contrôler une vanne à eau pour réguler le flux d'eau chaude ou un relais pour activer un chauffage électrique. Cette sortie non régulée est activée simultanément avec le ventilateur. Lors du fonctionnement du ventilateur, le chauffage s’active.
En mode refroidissement, la fonctionnalité est inversée. Un cavalier permet de sélectionner entre le mode chauffage ou refroidissement.
Une sonde de température PT500 en option est nécessaire pour mesurer la température ambiante.
Les régulateurs de la série GTH peuvent être utilisés pour contrôler des moteurs monophasés.

 

• Série GTTE1 (plug & play)
La série GTTE1 est entièrement pré-câblée et prête à l'emploi. Un ventilateur d'extraction ou d'aspiration peut être branché via les prises Schuko.
Lorsque la température ambiante dépasse la température définie, la vitesse du ventilateur augmente et le chauffage est désactivé. Lorsque la température ambiante descend en dessous de la température réglée, les ventilateurs s'arrêtent et le chauffage s'active.
Les régulateurs de la série GTTE1 contrôlent des moteurs monophasés.