Protection contre les surtensions pour les convertisseurs de fréquence
Figure 1 - Schéma de principe d'un convertisseur de fréquence
En principe, un convertisseur de fréquence consiste en un redresseur, un d.c. convertisseur de lien, un onduleur et du électronique de commande (Figure 1 ci-dessus).
A l'entrée de l'onduleur, le monophasé ouinterconnecté, triphasé a.c. la tension est changée en une pulsation d.c. tension et est poussé dans la d.c. convertisseur de liaison servant également de réserve d’énergie (tampon). Condensateurs dans le c. convertisseur de liaison et les réseaux LC connectés à la terre dans le a.c. filtre de ligne, peut causer des problèmes avec les dispositifs à courant résiduel (DDR) connectés en série.
Les problèmes résultent toutefois de l’induction à court terme de courants de défaut par le convertisseur de fréquence. Celles-ci suffisent à activer les disjoncteurs de fuite à la terre sensibles.
Un disjoncteur RCD résistant aux surtensions disponible pour un courant de déclenchement jeΔn = 30 mA et un min. capacité de décharge de 3 kA (8/20 μs) fournit un remède.
Figure 2 - Connexion de blindage conforme à la CEM de la ligne d'alimentation du moteur
Par l’électronique de commande, l’onduleur délivreune tension de sortie cadencée. Plus la fréquence d'horloge de l'électronique de commande est élevée pour la modulation de largeur d'impulsion, plus la tension de sortie est sinusoïdale. A chaque cycle, un tension de crête est créé qui se superpose à la courbe de la fréquence fondamentale. Cette tension de crête atteint des valeurs de 1200 V et plus (selon le convertisseur de fréquence).
Plus la simulation de la courbe sinusoïdale est bonne àplus le rendement est élevé, meilleure est la performance et la réponse de contrôle du moteur. Cela signifie toutefois que les pics de tension apparaissent plus souvent à la sortie du convertisseur de fréquence.
Il spécifie la tension de fonctionnement maximale autorisée à laquelle un dispositif de protection contre les surtensions peut être connecté. Cela signifie que les dispositifs de protection contre les surtensions avec une valeur correspondante plus élevée Uc sont utilisés à la sortie du convertisseur de fréquence.
Cela évite vieillissement plus rapide en raison de l'échauffement progressif de la protection contre les surtensionsappareil dans des conditions de fonctionnement normales et les pics de tension consécutifs. Cet échauffement du parafoudre entraîne une durée de vie plus courte et par conséquent un débranchement du limiteur de surtension du système à protéger.
La tension à la sortie du convertisseur de fréquence est variable et légèrement plus élevée que la tension nominale à l'entrée. Souvent c'est environ. + 5% en fonctionnement continu, par exemple pour compenser la chute de tension sur la ligne connectée.
Figure 3 - Structure d'un convertisseur de fréquence avec SPD
Exemple avec des appareils Dehn
1 - DEHNguard S DG S 275
2 - DEHNguard S DG S 600
3 - BLITZDUCTOR XT
Sinon, on peut simplement dire que la tension maximale à l'entrée du convertisseur de fréquence est égale à la tension maximale à la sortie du convertisseur de fréquence.
La fréquence d'horloge élevée à la sortie du convertisseur de fréquence génère des interférences transmises par le champ et nécessite donc nécessairement un câblage blindé afin que les systèmes adjacents ne soient pas perturbés.
Pour protéger la ligne d’alimentation du moteur, unla mise à la terre du blindage bilatéral au convertisseur de fréquence et au moteur doit être assurée La grande surface de contact du blindage résulte des exigences CEM.
Au moyen d'une terminaison de terre enchevêtréesystèmes, c’est-à-dire le système de mise à la terre auquel les convertisseurs de fréquence et le moteur de commande sont connectés, les différences de potentiel sont réduites entre les parties de l’installation et l’équilibrage des courants via le blindage est ainsi évité.
figure 3 montre l'exemple d'utilisation de protection contre les surtensionsappareils Type DEHNguard côté alimentation et type BLITZDUCTOR pour signaux 0 - 20 mA. Les dispositifs de protection doivent être adaptés individuellement en fonction de l'interface.
Pour l'intégration du convertisseur de fréquencedans l'automatisation du bâtiment, il est absolument essentiel que toutes les interfaces de communication et d'évaluation soient connectées à des dispositifs de protection contre les surtensions afin d'éviter les pannes du système.
Ressource: Guide de protection contre la foudre - dehn.de