Générateurs de secours pour consommateurs électroniques et inductifs

Le choix d'un générateur de secours approprié doit être fait consciencieusement, car un générateur inadapté non seulement met en danger l'utilisation prévue, mais peut également détruire le les consommateurs électriques et est lui-même en danger.

Les consommateurs d'énergie électronique et les consommateurs d'énergie avec contrôle électronique de différents types ont souvent un forme de consommation d'énergie différente de la tension, qui doit être prise en compte lors du développement de la alimentation électrique de secours.

Voici quelques exemples de tension (jaune) et de consommation de courant (vert) lors de l'utilisation à partir du réseau DSO :

Tous les consommateurs d'énergie électronique mentionnés ci-dessus ne disposent pas de correction du facteur de puissance intégrée et ne consomment qu'une partie de l'onde de tension.

Il s'agit principalement de petits consommateurs d'énergie avec une puissance allant jusqu'à 75W. Les appareils d'une puissance supérieure à 75W doivent déjà intègrent une correction du facteur de puissance. Par exemple, un grand téléviseur a un pic de consommation de courant en mode veille, après l'activation de son alimentation devient complètement active et la consommation de courant d'un tel téléviseur apparaît très différente. Il en va de même pour un PC de bureau.

Exemples :

PC de bureau avec différentes charges sur l'alimentation interne selon l'activité

Pour comparer la consommation électrique d'une ampoule et d'une meuleuse d'angle :

Un cas particulier concerne les outils avec contrôle électronique de la puissance (avec régulateur de puissance) :

La différence de forme entre la tension et le courant peut entraîner des effets indésirables. Une distinction doit être faite entre les générateurs conventionnels et les générateurs à onduleur.

Le courant dans les générateurs conventionnels est prélevé de l'enroulement de l'alternateur, qui est une inductance dans elle-même, et devient partie intégrante du circuit une fois la charge connectée :

L'enroulement de l'alternateur ne doit pas être comparé à l'enroulement secondaire du transformateur car les deux sont excités. différemment et l'enroulement primaire du transformateur est connecté au réseau DSO avec une faible résistance interne résistance.

Pour la comparaison de la tension (jaune) et du courant (vert) lors de l'utilisation d'une perceuse avec contrôle de puissance par découpage de phase contrôle depuis le réseau public et depuis un générateur conventionnel :

Une déformation claire de la tension peut être observée dans le cas du générateur conventionnel. Le régulateur de tension régule uniquement la tension active, mais ne contrôle pas la forme de la tension. Une surtension peut se produire dans les parties non chargées de l'onde de tension, bien que la tension active reste dans les limites.

La tension dans les maxima de l'onde sinusoïdale augmente à 325V à la tension efficace de 230V. En cas d'un une charge inégale sur l'onde de tension, des pics de tension de 400V et plus peuvent se produire, ce qui peut endommager d'autres consommateurs d'énergie situés dans le même circuit. Par exemple, les composants électroniques du circuit, les lampes LED, etc. peuvent être détruits.

Le contrôle par découpe de phase n'est pas seulement utilisé pour les outils, mais aussi pour d'autres appareils ménagers tels que les aspirateurs, machines à laver, pompes à chaleur, etc.

Le contrôle par découpage de phase est également utilisé dans les démarreurs progressifs qui régulent le courant de démarrage des moteurs électriques.

L'électricité dans les générateurs à onduleur est générée électroniquement. L'énergie est d'abord stockée dans les condensateurs, qui sont chargés par l'alternateur via un redresseur contrôlable. La tension continue des condensateurs est converti en tension AC par le circuit en pont B2 :

Pour la comparaison de la tension (jaune) et du courant (vert) lors de l'utilisation d'une perceuse avec contrôle de puissance par découpage de phase contrôle depuis le réseau public et depuis un générateur avec technologie d'onduleur :

On peut constater que le générateur à onduleur maintient mieux la forme de la tension qu'un générateur conventionnel et le l'amplitude maximale de la tension dans une onde de tension reste dans la plage autorisée.

La particularité des charges électroniques ou des charges avec contrôle électronique de puissance est qu'elles consomment seulement une partie de l'onde de tension.

Le contrôle par découpage de phase utilise des thyristors qui ne se ferment que lorsque la tension atteint 0V et que le courant les traverse. surveille la tension après l'ouverture des thyristors. Cela entraîne une distribution différente de l'énergie au sein de la tension l'onde et provoque les processus associés. La tension à la partie non chargée de l'onde de tension peut monter si haut qu'il peut endommager d'autres consommateurs de courant présents dans le circuit.

Un autre type serait les consommateurs d'énergie électronique avec des alimentations à découpage sans alimentation intégrée. correction du facteur.

Ceux-ci sont équipés d'un redresseur et de condensateurs, dont l'énergie est reconstituée au moment où l'amplitude de l'onde de tension atteint une valeur plus élevée que la tension des condensateurs. Cela entraîne une diminution pulsée de actuel.

Générateurs conventionnels (inductivité comme source de courant) et générateurs à onduleur (condensateur comme source de courant) se comporter différemment vis-à-vis des consommateurs actuels avec une consommation de courant pulsé. Le condensateur est capable de laisser le le courant monte et descend beaucoup plus rapidement qu'une bobine (inductance). Le front montant de l'impulsion de courant monte beaucoup plus lentement dans le générateur conventionnel et le flanc descendant provoque les processus transitoires qui résultent de la énergie stockée dans la bobine (E=LI²/2).

Ces processus transitoires sont causés par la libération de l'énergie stockée dans la bobine et représentent des harmoniques qui peut atteindre des amplitudes élevées si la consommation de courant par les consommateurs connectés approche zéro.

La consommation de courant d'impulsion est courante pour les appareils électroniques dotés d'alimentations sans facteur de puissance. correction. Ces appareils sont capables de générer des harmoniques, mais ils en sont eux-mêmes affectés et dans certains des cas même détruits.

Il y a également une certaine distorsion de l'onde de tension causée par une charge inégale au sein de l'onde.

Les générateurs à onduleur ont des caractéristiques différentes car le condensateur fonctionne différemment d'un inducteur et réagit différemment aux variations de charge et aux fluctuations de courant :

Le front montant de l'impulsion de courant semble complètement différent avec la même charge et il n'y a pas de transitoire. processus après l'impulsion actuelle.

Les générateurs à onduleur sont donc beaucoup plus adaptés aux appareils électroniques sensibles que les générateurs conventionnels. générateurs (également avec AVR).

L'onde de tension produite par le générateur à onduleur est également capable de mieux maintenir la forme de la tension.
Et quoi à propos du réseau public ?

Voici à quoi ressemble la consommation actuelle avec la même charge électronique depuis le réseau public :

On peut observer que dans le réseau public, les pics de l'onde sinusoïdale présentent une certaine déformation causée par une grande nombre de consommateurs d'énergie électronique.

Faut-il comprendre les résultats de mesure ci-dessus de telle manière que les générateurs conventionnels ne sont pas du tout adapté aux consommateurs électroniques modernes ? La réponse est NON !

Les générateurs conventionnels peuvent encore être utilisés comme source d'énergie, mais leurs propriétés et les propriétés de les consommateurs d'énergie à alimenter doivent être pris en compte lors de la planification de l'alimentation de secours.

Les charges sont généralement divisées en linéaires (ohmiques) et non linéaires.

La charge ohmique présente dans le circuit est capable d'atténuer les processus transitoires et les harmoniques de manière à ce que ils ne sont plus dangereux pour les appareils électroniques sensibles. La charge ohmique charge les parties de l'onde de tension qui sont non chargé uniquement par l'électronique, offre une issue pour l'énergie stockée dans la bobine par des impulsions de courant et atténue ainsi les harmoniques.

Dans un dortoir, les appareils électroniques avec une consommation d'énergie de type impulsion sans correction du facteur de puissance sont principalement des petits consommateurs d'énergie avec une puissance allant jusqu'à 75W. La puissance totale de ces appareils dans une maison est d'environ 300-400W, et une charge résistive d'environ 100-200W (une paire d'ampoules), en règle générale, est capable de stabiliser leur opération en amortissant les processus transitoires. Dans le cas d'une puissance pulsée plus élevée, des solutions distinctes doivent être trouvées qui sont précisément adaptés au cas respectif.

Les générateurs à onduleur ne nécessitent généralement pas ces mesures de protection et constituent donc une meilleure solution de secours. source d'alimentation pour les consommateurs d'électricité sensibles. Cependant, ces générateurs ont souvent une puissance de sortie inférieure et sont plus sensible aux retours de puissance et aux courants d'induction provenant des consommateurs d'énergie connectés.

En règle générale, les consommateurs d'électricité à induction avec moteurs ont un courant de démarrage qui, selon la conception, peut être de 3 à 6 fois supérieure au courant nominal :

Machine de meulage sans contrôle électronique (démarrage et fonctionnement normal)

Dans le cas d'une alimentation électrique provenant d'un générateur à onduleur ou d'une station d'énergie, la tension de sortie peut s'effondrer car ils disposent d'une protection électronique contre les surcharges qui peut réagir à la valeur instantanée du courant :

La tension s'effondre tandis que le courant à travers la charge connectée atteint la valeur maximale autorisée. Le l'énergie stockée dans la charge inductive (E=LI²/2) provoque une auto-induction, qui peut également endommager le générateur module onduleur.

Il est très important, lors de l'utilisation de consommateurs d'énergie avec des moteurs à partir d'un générateur à onduleur, que le la puissance de démarrage requise ne doit pas dépasser la puissance maximale du générateur, sinon son module onduleur pourrait être endommagé.

Dans un tel cas, une charge résistive présente dans le circuit pourrait détourner une partie des courants de retour et ainsi protéger le générateur dans une certaine mesure. Si la charge inductive doit être seule dans le circuit, les pics de tension causée par l'auto-induction peut atteindre une valeur trop élevée et endommager l'électronique du générateur.

La consommation d'électricité d'une maison a généralement un caractère complexe, car chaque appareil actif contribue à la collecte totale d'électricité.

Voici un exemple de la consommation électrique d'une maison avec éclairage LED en fonctionnement, ordinateur, moniteur ; système téléphonique, système satellite, réfrigérateur, etc.

Voici un autre cas particulier, la machine à laver avec le moteur en marche, dont la vitesse est régulée par contrôle par découpage de phase :

Vous pouvez constater qu'il y a une autre partie avec un comportement inductif clair.

Plusieurs consommateurs de courant actifs peuvent dans une certaine mesure s'équilibrer en chargeant différentes parties de la tension. éviter les "chutes dangereuses" avec des pièces déchargées.

Le facteur de puissance est déterminant pour l'ensemble du système. Dans un foyer normal, il est d'environ 0,7 - 0,8 et il est difficile pour un consommateur normal d'évaluer. Le générateur doit non seulement couvrir la puissance active, mais aussi la puissance réactive totale, c'est pourquoi il est recommandé de ne pas faire fonctionner le générateur à plus de 80 % de sa puissance nominale.

Les consommateurs de courant résistif et les consommateurs de courant avec correction du facteur de puissance intégrée présents dans le circuit joue un rôle important et stabilise l'ensemble du système.

Voici la consommation actuelle du même foyer avec la bouilloire allumée (à gauche) et avec la machine à laver en marche (à droite) pendant que l'eau est en train de chauffer :

Le générateur en tant que source d'énergie et les consommateurs d'énergie à alimenter forment un système fermé dont les éléments s'influencent mutuellement et il est extrêmement important d'analyser les consommateurs d'énergie à alimenter lors choisir un générateur approprié.

Le générateur pour l'alimentation de secours de la maison doit être choisi en tenant compte de ses caractéristiques et les caractéristiques des consommateurs, car un mauvais choix de générateur peut nuire à la fois aux consommateurs et au générateur elle-même.

Le générateur pour alimentation de secours doit être choisi en tenant compte de ses caractéristiques et de la caractéristiques des consommateurs électriques, car un mauvais choix de générateur peut nuire à la fois aux consommateurs et au générateur lui-même. Könner & Söhnen donne uniquement des recommandations générales pour l'utilisation de ses générateurs.

Avertissement :

Ces instructions ne peuvent être considérées que comme une recommandation, sont illustratives et doivent être adaptées aux conditions locales exactes. les circonstances et les conditions lors de l'installation. L'installation elle-même doit être effectuée en conformité avec toutes les normes et réglementations. Nous déclinons toute responsabilité en cas de mauvaises installations et de leurs conséquences.