Lors de l’évaluation de la consommation énergétique du système hydraulique, la plupart des ingénieurs se concentrent sur la demande de puissance maximale. Mais dans les opérations industrielles réelles, c'est la phase de veille - et non la phase de travail - qui offre la plus grande opportunité d'économies d'énergie.
Lors des phases de travail actives (fermeture des pinces, injection, pressage), tout système hydraulique consomme une puissance importante, quelle que soit la technologie d'entraînement. La différence d'énergie entre le fonctionnement à vitesse constante-et à vitesse variable-pendant un travail à pleine-charge est relativement modeste. La véritable divergence se produit pendant la veille.
Dans un cycle de moulage par injection typique, la phase de-maintien de la pression peut durer 30-60 secondes, pendant lesquelles la pompe hydraulique maintient la pression du système uniquement pour compenser les fuites internes à travers les jeux des soupapes et les espaces entre les joints. En fonctionnement à vitesse constante-, le moteur continue de fonctionner à plein régime - généralement 1 450 ou 1 750 tr/min - tandis que le plateau cyclique de la pompe se trouve à un angle proche de zéro. Cela gaspille presque toute la puissance nominale pour produire un débit utile minimal.
La technologie d’entraînement à vitesse variable change complètement cette équation. Pendant le maintien de la pression, le moteur ralentit à une fraction de la vitesse nominale - souvent 200-400 tr/min - tout en maintenant juste assez de débit pour maintenir la pression. Étant donné que le débit de la pompe évolue avec la vitesse et que les fuites internes dans un système bien entretenu sont faibles, l'énergie requise pour le maintien de la pression diminue considérablement. Les données de terrain confirment des économies d'énergie de 80 % ou plus pendant ces périodes de veille.
Ce principe s’applique à tous les types de pompes hydrauliques. Les pompes à engrenages, les pompes à engrenages internes et les pompes à pistons axiaux bénéficient toutes d'une réduction de vitesse pendant les phases de faible-demande. Pour les pompes à pistons axiaux en particulier - telles que les modèles à cylindrée variable Rexroth type A4VSO -, la combinaison du contrôle de vitesse avec le réglage de l'angle du plateau cyclique (l'approche DFEn) maximise l'efficacité sur l'ensemble du cycle de fonctionnement.
Pour les concepteurs de systèmes hydrauliques et les responsables de la maintenance, la conclusion pratique est claire : lors du calcul des économies d'énergie potentielles grâce aux entraînements à vitesse variable, concentrez-vous sur le profil du cycle de service. Les systèmes avec de longues périodes de veille ou de-maintien de pression - courants dans les applications de moulage par injection, de moulage sous pression et de presse - offrent le retour sur investissement le plus élevé. Les systèmes qui fonctionnent presque à pleine charge enregistrent continuellement des gains en pourcentage plus faibles.
La perspective du coût du cycle de vie renforce ce point : avec des coûts d'exploitation représentant 80 à 95 % du coût total de possession sur la durée de vie d'un système hydraulique, même une réduction de 30 à 50 % de la consommation d'énergie en mode veille se traduit par des économies cumulées substantielles.
