Les problèmes électriques

liste bête et méchante de nos problèmes usuels

  • Surtension,
  • Sous-tension, pas de jaloux !
  • Décharge électromagnetique,
  • Coupure franche,
  • Micro-coupure, aussi nuisible que la micro-informatique...
  • Harmoniques, ben quoi c'est bô des harmoniques !
  • Variation de fréquence.

Parades

  • Parasurtenseur
  • Régulateur
  • Groupe électrogène (à moteur et génératrice ou à batteries)
  • Filtre
  • Extinction pure et simple (nuit à l'utilité toutefois)

Tous ces points et ces parades sont utilisés de façon différente selon la technologie d'onduleurs utilisée.

Technologies d'onduleurs

Technologie off-line

  • Description : En temps normal, la charge est alimentée directement depuis le secteur au travers d'un filtre. Il n'y a aucune regulation de tension ou de fréquence. Ce type d'onduleur se comporte comme n'importe quel type de groupe électrogène, en se mettant en route des la detection d'une perte de courant. La durée de commutation est suffisament courte pour qu'un PC de bureau ne voit pas de basculement (10ms environ). "l'interrupteur" de mise en marche est souvent situé en aval du convertisseur DC--->AC : la batterie voit toujours la charge de ce convertisseur.
  • Durée d'autonomie : Quelques minutes.
  • Régulation en tension : active uniquement quand la batterie est en usage.
  • Régulation en fréquence : aucune.
  • Filtrage des entrées : limité, par filtre passif.
  • Temps de commutation : 10ms.
  • Bruit : très faible quand la batterie est en usage.
  • Echange batterie : Possible à froid, si le boitier le permet.
  • Usage : machines de bureau.
  • Prix : Pas cher.

Technologie Line-Interactive

  • Description : En temps normal, la charge est alimentée directement depuis le secteur au travers d'un filtre. Cependant cett technologie fait appel a un asservissement grossier de la tension entrante de façon a ce que les utilisateurs voient toujours une tension suffisante, mais aussi de façon à ce que la batterie ne s'engage dès qu'une baisse de tension apparait. L'interrupteur principal ici se trouve avant le convertisseur et le temps de commutation est plus faible. De ce fait, la batterie est moins solicitée et vieillit moins vite.
  • Durée d'autonomie : Quelques heures.
  • Régulation en tension : limitée.
  • Régulation en fréquence : aucune.
  • Filtrage des entrées : limité, par filtre passif.
  • Temps de commutation : inferieur à 10ms.
  • Echange batterie : Possible à froid, si le boitier le permet.
  • Bruit : très faible.
  • Usage : salles informatiques.
  • Prix : moyen.

Technologie On-Line

  • Description : Ici la charge n'est jamais en contact avec le secteur. L'arrivée d'energie est convertie en tension continue et sert à la fois a alimenter le convertisseur de sortie toujours sous tension et à charger la batterie. Tous les fitrages et toutes les regulations sont donc en place. Ce type d'onduleur coute nettement plus cher que les autres du fait de sa complexité mais ne présente aucun délai de commutation. Le plus souvent grâce à un bouton de déconnexion, il est possible de changer les batteries sans que les utilisateurs en soient affectés. Le défaut de ce genre d'onduleur reste la question de la dissipation thermique liée à la mise sous tension continue du convertisseur de sortie.
  • Durée d'autonomie : Plusieurs heures.
  • Régulation en tension : continue.
  • Régulation en fréquence : continue.
  • Filtrage des entrées : continu.
  • Temps de commutation : nul.
  • Echange batterie : Possible à chaud sans arrèter le systeme.
  • Bruit : faible mais renforcé par le refoidissement de l'onduleur (ventilateurs par exemple).
  • Usage : salles informatiques, matériel critique ou à haute disponibilité.
  • Prix : Pas de limite.

Dimensionnement d'un onduleur

On base le dimensionnement d’un onduleur sur la puissance nécessaire sans tenir compte du facteur de puissance : donc en se basant sur la puissance apparente et non pas sur la puissance effective. L’unité est donc le Volts-Ampères (VA) et non pas le Watt (W).

Pour faire simple et connaître le besoin, il suffit de lire la plaquette signalétique des appareils à protéger ou de calculer la puissance apparente (en VA). Lorsqu’il y a plusieurs appareils à protéger, il suffit d’additionner ces puissances apparentes.

Par contre, quand la puissance est indiquée en Watt (W), la puissance apparente doit être calculée. La simplification usuelle consiste à considérer le pire des facteurs de puissance pour un appareil récent soit 1.4.

On obtient dans ce cas la formule grossière : P(onduleur,VA)) = somme(P(appareils,VA)) + somme (P(appareils,W))*1.4.

Il est à noter que si les onduleurs sont vendus pour une puissance maximale donnée, leur meilleur rendement se situe souvent 10 à 20% en dessous du maximum autorisé (au delà de 80% de charge, les pertes thermiques augmentent). Au point de fonctionnement “idéal”, le rendement peut être considéré comme étant généralement de 97%. Donc pour se garder une marge d’évolution et de manoeuvre, il suffit de sélectionner un onduleur avec 20% de capacité en plus. Pour les flemmards, on multiplie le résultat de la formule précédente par 1.2. ;-)

Par contre, lorsque l’on est un peu juste au niveau pépettes, on peut considérer que les PCs nous tenant lieu de serveurs ont une alimentation au rendement optimisé aux 2/3 de la puissance maximale (au-delà sortez vos ventilateurs…) et qu’ils sont optimisés par leur constructeur/assembleur pour coller à ce point de fonctionnement. Ce qui permet de tirer le diable par la queue, et de multiplier le dernier résultat (le résultat après multiplication par 1.2) par 0.66. ATTENTION : ICI tout n’est qu’approximation pifométrique : un peu de mesure et de jugeote peut vous épargner des heures d’angoisse !!!

Il est à noter que les onduleurs et leurs batteries sont souvent taillés pour fonctionner au mieux à 25°. Toute élévation de la température va diminuer la durée de vie (et donc incidemment la capacité) de la batterie. En généralement, on considère 25% de perte par tranche de 5°.

Un dernier point limitatif et dimensionnant pour l’onduleur, reste ses pertes thermiques quand il est en charge. Ici il n’y a pas de secret, il faut que le local où se trouve stocké l’onduleur ait la capacité d’évacuer la chaleur produite. Un onduleur de 2kVA dissipant 300W en chaleur ne tiendra pas dans un local ne pouvant pas dissiper ces 300W… alors qu’un onduleur de 1kVA sera à l’aise dans le même local. A noter : le corollaire reste une élévation notable et continue de la température dans le local. Ici, seule la connaissance du local peut aider.

NdM: d’expérience, la batterie d’un 1.5kVA meurt après 3 semaines entre 35 et 40° C.

Communiquer avec un onduleur

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Modifier un onduleur pour le rendre bavard

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