Table des Matières
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3.4 - Définition des câbles et des protections
3.4.1 - Phénomènes électriques et électromagnéti-
ques associés aux variateurs de vitesse
3.4.1.1 - Généralités
La structure de puissance des variateurs de vitesse
conduit à l'apparition de phénomènes de 2 ordres :
- réinjection sur le réseau d'alimentation d'harmoniques
basse-fréquence,
- émission de signaux radio-fréquence (R.F.) qui peuvent
perturber le fonctionnement d'autres appareils.
Ces phénomènes sont indépendants. Les consé-
quences sur l'environnement électrique sont diffé-
rentes.
3.4.1.2 - Harmoniques basse-fréquence
Le pont de diodes en tête du variateur de fréquence, en
redressant la tension réseau, génère un courant de ligne
alternatif mais non sinusoïdal.
I ligne réseau consommé par un pont de diode.
3.4.1.3 - Perturbations radio-fréquence (R.F.)
Les variateurs de vitesse utilisent des interrupteurs
(transistors, semi-conducteurs) rapides qui commutent
des tensions (550V environ) et des courants importants
à des fréquences élevées (plusieurs kHz). Ceci permet
d'obtenir un bon rendement et un faible niveau de bruit
moteur.
De ce fait ils génèrent des signaux radio-fréquence qui
peuvent perturber le fonctionnement d'autres appareils
ou les mesures effectuées par capteurs :
Chemins des émissions de parasites
Transformateur
d'alimentation
I
= courant de fuite ramené au variateur par les capacités de fuite du câble et du moteur.
E1
I
= courant de fuite s'échappant par les structures métalliques.
E2
I
+ I
E1
E2
I
E1
Variateur de vitesse
SMV 3305
Ce courant est chargé d'harmoniques de rang 6n ± 1.
Ces harmoniques sont d'autant plus importantes que
leur rang est faible.
Les harmoniques 5, 7, 11, 13 respectivement 250 Hz,
350 Hz, 550 Hz, 650 Hz pour une fréquence réseau
50 Hz, sont les plus significatives.
Leurs amplitudes sont liées à l'impédance du réseau en
amont du pont redresseur, et à la structure du bus conti-
nu en aval du pont redresseur.
Plus le réseau et le bus continu sont selfiques, plus ces
harmoniques sont réduites.
Elles sont pratiquement sans conséquence au niveau du
consommateur d'énergie électrique. Les échauffements
associés à ces harmoniques dans les transformateurs et
les moteurs connectés en direct sur le réseau sont négli-
geables.
En aucun cas, ces harmoniques basse-fréquence ne
peuvent perturber des équipements sensibles.
Elles peuvent géner le distributeur d'énergie à cause des
résonances fluctuantes pouvant être présentes dans son
réseau maillé, et des pertes supplémentaires dans les
câbles d'alimentation. Toutefois il faut minimiser ces
conséquences. Elles ne sont significatives que pour des
puissances installées en variateurs de vitesse de quel-
ques centaines de kVA et dans le cas où ces mêmes
puissances sont supérieures au quart de la puissance
totale installée sur un site.
- à cause des courants de fuite haute-fréquence qui
s'échappent vers la terre par la capacité de fuite du câ-
ble variateur/moteur et celle du moteur à travers les
structures métalliques supportant le moteur.
- par conduction ou réinjection des signaux R.F. sur le
câble d'alimentation,
- par rayonnement direct à proximité du câble de puis-
sance d'alimentation ou du câble variateur/moteur.
Ces phénomènes intéressent directement l'utilisateur.
La gamme de fréquence concernée (radio-fréquence) ne
perturbe pas le distributeur d'énergie.
Perturbations rayonnées
par le câble moteur
d'influence limitée à
50 cm autour du câble
I
E1
Capacité de fuite
du câble
I
E2
Moteur
Capacité de fuite
du bobinage
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