Guide Pratique Onduleur

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  • Guide pratique

    Londuleur, Pourquoi ? Comment ? Explications

  • Eaton est une entreprise diversifie, spcialise dans la matrise et la transmission dnergie. Eaton est un leader sur les marchs de la distribution de lnergie lectrique et de lnergie scurise, ainsi que dans les quipements de contrle et les automatismes industriels. Nous concevons les technologies ncessaires aux applications critiques pour des marchs divers : Industrie,Tertiaire, Services publics, Rsidentiel, et Technologies de lInformation.

    La division Power Quality dEaton offre lun des plus larges ventails de solutions, destines scuriser les applica-tions et les systmes les plus critiques. Depuis peu, tous nos produits sont distribus sous une seule et unique marque : la marque Eaton. Un savoir-faire et une expertise unique hrit de 45 annes dexprience dans la concep-tion et le dveloppement de produits de Protection lec-trique, le savoir faire dEaton Power Quality est issu de lunion de grands noms de fabricants dOnduleurs, depuis Fiskars, Exide Electronics et Best Power, en passant par MGE Office Protection Systems, Powerware, et Aphel.

    Cest cet hritage qui fait de notre gamme de solutions la plus performante du march.

    Powering Business Worldwide

  • Salut !! Je mappelle Protection Station, je fais partie de la famille des onduleurs et jai t slectionn pour vous guider tout au long de ce dossier...Je vais vous expliquer sous forme de trois volets du plus gnral au plus dtaill :

    Pourquoi un onduleur ? ................................................................. p.4Comment a marche ? ................................................................ p.11Quelles sont les fonctionnalits avances? ................................. p.23

    le troisime volet est destin aux plus curieux :il comprend des schmas et des explications plus approfondies

    ... Suivez moi !!!...

  • Pourquoi un onduleur?

  • Le rseau lectrique

    Je tiens vous rappeler le fonctionnement du rseau lectrique afin de vous faciliter la comprhension fonctionnelle et lutilit du produit que nous fabriquons...

    Lalimentation du rseau lectrique est assure :

    Par les centrales dnergie

    Cette nergie est transporte en trs haute tension pour limiter les pertes en ligne

    Passage de trs haute tension haute tension aux abords dune agglomration

    Passage de haute tension moyenne ou basse tension : alimentation des industries alimentation des applications tertiaires alimentation des applications domestiques

  • Les origines des perturbations

    Au dpart des centrales de production, lnergie est pratiquement parfaite. Pendant son transport et sa distribution, sa qualit est altre par divers vnements :

    Phnomnes mtorologiques :

    foudre givre tempte (chutes darbres, de branches)

    Manoeuvres des distributeurs dnergie :

    coupure du rseau lectrique entretien des installations

    Dfauts accidentels :

    coupure dun cble dfaut dun lment

    Installations industrielles :

    moteurs, transformateurs fours industriels machines souder

    Tension parfaite

    Micro-coupures

    Coupures longues

    Parasites haute frquence

    Variations de tension

    Variations de frquence

  • Les consquences

    La qualit de lnergie est donc modifie, ce qui provoque diffrents types de dfauts :

    Sous tensions, micro-coupures et coupures :

    arrt des machines (danger pour les hpitaux...) perte de donnes informatiques mauvais fonctionnement de certaines machines

    Surtensions :

    chauffement et vieillissement acclr du matriel et des composants destruction du matriel et des composants

    Variations de frquence :

    perturbation du matriel sensible (ordinateurs, appareils de mesure...) modification des vitesses de rotation des moteurs

    Parasites haute frquence :

    dysfonctionnement, dfauts alatoires...

  • Londuleur : la solution

    Comme une machine laver, londuleur nettoie le courant de toutes les salets et protge le matriel informatique ou les appareils lectriques des perturbations :

    Il filtre les parasites

    Il se substitue au rseau lectrique pendant les coupures

    Il stabilise lnergie lectrique (tensionet frquence)

    Il limine les micro-coupures

  • Principe de londuleur

    On peut comparer londuleur un systme dalimentation en eau dune machine laver qui serait compos dun filtre et dun rservoir deau...

    Londuleur filtre lnergie lectrique distribue par le rseau qui alimente les applications.

    Il en stocke une partie dans la batterie pour continuer alimenter les applications en cas de coupure du rseau.

    Il existe diffrents types dapplications, allons les voir de plus prs...

    rserve d'nergie lectriquerserve d'nergie lectrique

    rservoir d'eau application

    eau propre

    eau sale

    nergieperturbe

    filtre

    filtre

    Application

    rserve d'nergie lectriquerserve d'nergie lectrique

    rservoir d'eau application

    eau propre

    eau sale

    nergieperturbe

    filtre

    filtre

    Application

  • Les applications

    Londuleur protge les quipements lectriques et lectroniques dans des domaines dutilisation trs varis :

    Informatique

    Tlcommunication

    Hpitaux

    Process industriels

    Prsentation gnrale

  • Comment a marche ?

    Prsentation gnrale

  • Prsentation gnrale

    Londuleur est une interface dalimentation appele aussi Alimentation Sans Interruption (A.S.I.). Il a pour but de toujours dlivrer, quel que soit ltat du rseau, une alimentation qui se situe dans les tolrances en frquence et en tension. L'onduleur assure donc la protection mais aussi la continuit de fonctionnement des applications quil alimente.

    Avec une gamme donduleurs trs tendue, de 420 VoltAmpres 800 KiloVoltAmpres, les applications possibles pour les onduleurs sont nombreuses. Les onduleurs de faible puissance (de 420 VA 3 kVA environ) sont le plus souvent en technologieen attente active, au-del de 3 kVA ils sont plus gnralement en technologie double conversion.

    ..Mais avant de rentrer dans plus de d-tails, je tiens vous rappeler les diffrences qui existent entre le courant alternatif et le courant continu...

    alternatif

    continu

    BATTERIE

    alternatif

    continu

    alternatif

    redresseur - chargeur

    onduleur

    onduleur

    Application 1

    Application 2

    Application n

  • Londuleur fonctionne soit avec le rseau lectrique du distributeur, soit avec la batterie

    Lalternatif est le courant distribu par le rseau. Toutes les installa-tions fixes utilisent du courant alternatif : machine laver, matriel informatique, tlvision... Lalternatif est obtenu grce un alternateur. Il est plus facilement transportable que le continu mais on ne sait pas le stocker.

    Le continu est le courant utilis pour toutes les installations mobiles (montre, tlphone portable, voiture, appareil photo...).Il est fourni soit par une batterie (pour la voiture par exemple) soit par des piles (pour la montre).

    Il est trs difficilement distribuable par le rseau cause des pertes en ligne, mais on peut le stocker dans des batteries ou des piles. Contrairement lalternatif, il a une polarit, do une borne + et une borne -.

    La batterie assure une rserve dnergie qui alimentera londuleur en cas de coupure du rseau dalimentation.

    V

    V

    t

    t

  • Principe de londuleur

    Il fonctionne avec une double transformation de la tension, partir de trois sous-ensembles : un redresseur-chargeur un mutateur (appel aussi onduleur) une batterie

    Quand le rseau est prsent le redresseur chargeur transforme la tension alternative du rseau en tension continue. Une partie de cette tension sert charger la batterie. La tension continue est retransfor-me en tension alternative par londuleur, pour alimenter les applica-tions.

    En cas de coupure du rseau, cest la batterie qui prend le relais. La tension continue fournie par la batterie est transforme en tension alternative par londuleur pour pouvoir continuer dalimenter les appli-cations.

    onduleur

    alternatif

    continu

    BATTERIE

    alternatif

    continu

    alternatif

    redresseur - chargeur

    onduleur

    BATTERIE

    alternatif

    continu continu

    alternatif

    redresseur - chargeur

    onduleur

  • La premire transformation

    Elle est effectue par lensemble redresseur chargeur qui comprend des condensateurs continus. Cet ensemble est situ sur le module de puissance.

    Le redresseur-chargeur, qui est form de thyristors, redresse la tension sinusodale de dpart. Les condensateurs vont transformer cette tension (ils la lissent) pour obtenir une tension continue avec une ondulation rsi-duelle trs faible.

    La deuxime transformation

    Le redresseur chargeur ou la batterie fournit une tension continue que lon transforme en tension alternative sinusodale grce len-semble onduleur : mutateur, condensateurs alternatifs.

    La tension continue est dabord dcoupe (hache) par le mutateur qui est compos de transistors IGBT. Elle est transforme en crneaux.

    Cette tension est nouveau filtre par letransformateur associ aux condensateursalternatifs, pour donner une tension sinuso-dale semblable la tension dentre mais sans aucune perturbation.

    Tension de dpart

    Tension aprs le redresseur

    Tension aprs les condensateurs

    Tension fournie parla batterie

    Tension aprs le mutateur

    Tension distribue lapplication

  • Quelle technologie choisir ?

    La technologie en attente passive ou off-line est surtout employe pour des installations individuelles (PC, stations de travail ) :

    elle remplace