Avez-vous un onduleur, mais votre machine perd-elle quand même sa protection ?
Dans les applications utilisant des machines CNC, des équipements de découpe laser, des ascenseurs et d’autres charges dynamiques, une énergie régénérative peut apparaître lors d’une décélération, d’un freinage électrique ou d’un changement de direction. Le retour de cette énergie vers l’alimentation de l’onduleur (UPS) dépend de la conception du variateur. Tous les passages en bypass ou toutes les alarmes ne sont pas dus à la régénération : il faut examiner ensemble l’étape de fonctionnement et les journaux de l’onduleur.
Pourquoi un onduleur passe-t-il en bypass ?
Un onduleur peut passer en bypass en raison d’une surcharge, de la température, d’un défaut, des conditions d’alimentation ou de son mode de fonctionnement. Lorsqu’une charge régénérative renvoie de l’énergie vers la sortie de l’onduleur, une alarme, un transfert en bypass ou l’arrêt de la sortie de l’onduleur peuvent se produire, selon sa conception et le comportement de ses protections.
La décélération des axes, le freinage électrique et les arrêts temporaires d’un cycle normal de production se distinguent d’un arrêt demandé par l’opérateur ou d’un arrêt d’urgence. Le simple fait qu’une machine soit immobile et au repos ne démontre pas un retour d’énergie. Les conditions de protection assurées par l’onduleur peuvent changer en mode bypass ; le résultat dépend de la conception de l’onduleur et de l’alimentation du bypass.
Pourquoi un onduleur passe-t-il en bypass lors de la descente ou du freinage d’un ascenseur ?
Pour les ascenseurs alimentés par onduleur, une énergie régénérative peut apparaître selon la charge de la cabine, l’équilibrage du contrepoids, le sens de déplacement et la conception du variateur. Si une alarme ou un transfert en bypass survient pendant la descente, la décélération ou l’arrêt à un étage, il faut examiner conjointement le moment de l’événement et la capacité du variateur à renvoyer de l’énergie. La descente seule ne prouve pas la régénération : l’énergie peut également revenir dans d’autres conditions de charge et de déplacement. L’application de l’unité est évaluée en fonction de l’alimentation par onduleur et du cycle de fonctionnement de l’ascenseur.
Les questions détaillées sur les symptômes figurent dans la FAQ ci-dessous.
Unité Gürer Elektronik de suppression de l’énergie régénérative pour onduleurs
Unité de suppression de l’énergie régénérative pour onduleurs. Cette solution d’électronique de puissance a été développée pour limiter les effets des charges régénératives sur l’infrastructure d’alimentation par onduleur. Son adéquation est évaluée selon la conception de l’onduleur et de la charge, ainsi que le profil des événements. Les domaines d’application sont réunis ci-dessous ; le raccordement et le principe de fonctionnement disposent de leur propre section.
Une unité raccordée directement en parallèle à la sortie de l’onduleur et à la charge régénérative
L’unité se raccorde à la sortie en courant alternatif (AC) de l’onduleur qui alimente la charge régénérative, en parallèle avec celle-ci. L’installation ne modifie pas les raccordements du bus à courant continu (DC) de l’onduleur.
La hausse de tension régénérative causée par l’énergie renvoyée de la charge vers l’alimentation de l’onduleur est limitée au moyen d’un chemin de charge contrôlé. Dans les applications adaptées, cette méthode traite les alarmes et les problèmes de bypass dus à l’énergie renvoyée.
Domaines d’application
Les domaines d’évaluation industriels comprennent les machines CNC, les machines de découpe laser, les systèmes à servomoteurs, les robots industriels, les grues et appareils de levage, les ascenseurs, les bancs d’essai et les machines de production à variateur. Pour chaque application, on examine séparément si les effets régénératifs atteignent l’alimentation de l’onduleur.
Les exemples existants d’IRM, de tomodensitométrie, de chirurgie robotisée, de radiothérapie et de grandes centrifugeuses de laboratoire concernent l’évaluation technique de l’infrastructure d’alimentation par onduleur associée. Ils n’impliquent ni raccordement direct à l’électronique interne d’un dispositif médical, ni compatibilité ou certification de dispositif médical.
Comment déterminer la puissance et le cycle de service ?
Le dimensionnement adapté tient compte à la fois de la puissance de l’onduleur, des caractéristiques de la charge, de la puissance et de l’énergie renvoyées, de la durée des événements, de leur fréquence de répétition et du cycle de service. L’unité de commande, la résistance de freinage, les protections et le refroidissement sont dimensionnés pour l’application réelle.
Évaluation de l’intégration aux systèmes d’onduleurs modulaires
Relier extérieurement les bus DC de modules conçus avec des bus indépendants peut créer des risques techniques concernant la régulation de tension, les courants de circulation, le partage de charge et la coordination des protections. Le comportement de propagation d’un défaut dépend de l’architecture de l’onduleur.
L’application de cette unité en parallèle à la sortie ne relie pas entre eux les bus DC des modules. Son intégration aux systèmes d’onduleurs modulaires et en rack prend en compte l’architecture des modules du fabricant, le partage de charge en sortie et la coordination des protections.
Questions fréquentes
1. Pourquoi une charge régénérative CNC ou laser peut-elle faire passer un onduleur en bypass ?
Lors d’une décélération ou d’un freinage électrique au cours du cycle de production, un variateur de conception appropriée peut renvoyer de l’énergie vers l’alimentation de l’onduleur. La réaction dépend du modèle ; tous les passages en bypass ne sont pas régénératifs. Voir l’évaluation des journaux d’événements et des mesures.
2. Choisir un onduleur plus puissant résout-il le problème ?
Une puissance nominale supérieure ne garantit pas à elle seule une solution. Le dimensionnement selon le profil de charge, l’énergie des événements et le cycle de service doit être évalué dans son ensemble.
3. Comment l’unité de suppression est-elle raccordée à l’onduleur ?
Elle se raccorde à la sortie AC de l’onduleur, en parallèle avec la charge, et non au bus DC. Voir la description principale du raccordement et de l’installation.
4. Peut-elle être utilisée avec des onduleurs modulaires ou en rack ?
Elle peut être utilisée dans les projets adaptés. Les bus DC des modules ne sont pas réunis. L’intégration tient compte de l’architecture des modules, du partage de charge en sortie et de la coordination des protections.
5. Tous les systèmes d’onduleurs ont-ils besoin de cette solution ?
Non. Il faut d’abord déterminer la cause de l’événement et les caractéristiques régénératives de la charge ; l’unité n’est pas automatiquement nécessaire pour les charges ordinaires qui fonctionnent sans problème.
6. Peut-elle fonctionner avec des onduleurs d’entrée ou de milieu de gamme ?
Après une évaluation technique et un dimensionnement appropriés, des onduleurs d’entrée ou de milieu de gamme peuvent également être utilisés dans des applications adaptées comportant des charges régénératives. L’onduleur doit satisfaire aux besoins d’alimentation normaux de la charge raccordée.
7. Comment déterminer la puissance adaptée ?
Outre la puissance de l’onduleur en kVA, il faut évaluer la puissance et l’énergie renvoyées, la durée et la fréquence des événements ainsi que le cycle de service. Voir la section sur le dimensionnement.
8. Qu’apporte la nouvelle version commandée par microcontrôleur (MCU) ?
Cette version offre un affichage de l’état sur écran LCD, des limites de fonctionnement, une surveillance de la température et une gestion des ventilateurs. Voir la section des caractéristiques.
9. Le système de la génération précédente, à bus DC, est-il encore produit ?
Le système précédent à bus DC a été fabriqué et utilisé sur le terrain pendant environ six ans. Sa production et sa commercialisation ont été arrêtées après le développement de la nouvelle solution parallèle.
10. Quelles informations faut-il fournir pour une évaluation technique ?
Il faut les données de l’onduleur et de la machine, les plaques signalétiques, les journaux d’alarmes et l’étape de fonctionnement au moment de l’événement. Voir la liste unique des informations demandées.
11. Pourquoi l’onduleur émet-il une alarme ou un bip alors que le secteur fonctionne ?
Les alarmes ne se produisent pas uniquement lors d’une coupure du secteur. Leur lien éventuel avec la décélération ou le freinage du cycle de production est évalué à l’aide des journaux ; une machine immobile et au repos ne prouve pas à elle seule la régénération.
12. Pourquoi l’onduleur passe-t-il parfois en bypass et fonctionne-t-il normalement à d’autres moments ?
La vitesse, la charge mécanique et les conditions du cycle peuvent varier ; d’autres causes de passage en bypass sont également possibles. Il faut comparer les cycles avec et sans problème.
13. Pourquoi l’onduleur reste-t-il en bypass au lieu de revenir automatiquement sur l’inverseur ?
Certains modèles limitent le nombre de retours automatiques au fonctionnement sur inverseur après un passage en bypass ; sur certains modèles, la limite est de 10 transferts. Cette limite et le comportement de redémarrage dépendent du modèle. Il faut également traiter la cause des événements répétés.
14. Pourquoi un redémarrage aide-t-il temporairement, puis le bypass se reproduit-il ?
Sur certains modèles, un redémarrage peut réinitialiser un compteur ou un état de protection. Si la cause persiste, le problème peut revenir ; des redémarrages répétés ne constituent pas une solution durable.
15. Pourquoi l’onduleur passe-t-il en bypass alors que son journal ne montre aucun défaut ?
Des événements brefs peuvent ne pas être enregistrés sous un code de défaut distinct sur tous les modèles. Il faut examiner ensemble le moment du passage en bypass, l’étape de fonctionnement et les mesures disponibles ; l’absence de code ne prouve pas à elle seule la régénération.
Comment évaluer ensemble les journaux d’événements et les mesures ?
Les journaux d’alarmes et de bypass de l’onduleur sont examinés avec l’étape de production de la machine et les horodatages des mesures disponibles. L’évaluation situe une alarme survenue sans coupure du secteur par rapport à la décélération ou au freinage des axes.
Une seule forme d’onde ou une valeur de mesure isolée peut ne pas établir la cause. Des techniciens qualifiés déterminent l’étendue des mesures nécessaires sur site.
Décisions d’application pour une infrastructure d’onduleurs existante
Il faut d’abord vérifier si l’onduleur existant peut alimenter la charge normale et déterminer la cause de l’événement. Une infrastructure existante peut rester utilisable dans les applications où les effets régénératifs peuvent être convenablement maîtrisés. La catégorie d’entrée ou de milieu de gamme ne suffit pas, à elle seule, à établir l’adéquation ou l’inadéquation.
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Différence par rapport au freinage sur bus DC
La principale différence entre la méthode actuelle, raccordée en parallèle à la sortie AC, et la méthode précédente de commande du bus DC réside dans le point de raccordement et d’intervention. Le principe de fonctionnement du produit actuel est expliqué dans la section principale consacrée au raccordement.
Gürer Elektronik a fabriqué, vendu et utilisé sur le terrain son système précédent commandé par le bus DC pendant environ six ans. Sa production et sa vente ont cessé après le développement de la nouvelle solution parallèle.
Différences techniques en détail
Avec l’ancienne méthode commandée par le bus DC, la résistance de freinage est activée lorsque la tension du bus atteint le seuil défini. La durée et la répétition des événements régénératifs influent sur les contraintes imposées aux condensateurs et à l’étage de puissance ; le comportement de recharge du redresseur/PFC dépend de l’architecture de commande de l’onduleur.
Relier extérieurement des bus DC indépendants peut créer des risques techniques liés aux courants de circulation et à l’isolement des défauts. La méthode parallèle actuelle ne réalise pas ce raccordement ; l’intégration aux systèmes modulaires est étudiée selon l’architecture et la coordination des protections concernées.
Commande intelligente et suivi du fonctionnement
La version commandée par MCU associe une commande en temps réel, un écran LCD indiquant l’état, des limites de fonctionnement, la surveillance de la température et la gestion des ventilateurs. Ces fonctions facilitent le suivi du système lors de la mise en service et de la maintenance.
Commande en temps réel par microcontrôleur
La structure commandée par MCU gère la suppression en temps réel. Le suivi de l’état de fonctionnement et les limites réglables facilitent la mise en service et la maintenance.
Écran LCD et surveillance de la température
L’écran LCD affiche l’état de fonctionnement, les valeurs limites, les informations de température et les avertissements. L’état de l’unité de commande peut ainsi être suivi lors de la mise en service et de la maintenance.
Gestion thermique contrôlée
Les températures du bloc de puissance et de la résistance de freinage sont surveillées, et les ventilateurs sont pilotés selon les conditions thermiques. La protection et le refroidissement sont étudiés avec la durée, la fréquence et le cycle de service des événements de l’application.
Dimensionnement et installation adaptables
L’emplacement de l’ensemble de commande, l’accès pour la maintenance et la ventilation de la résistance de freinage placée hors de l’onduleur sont définis pour chaque projet. Pour le raccordement électrique, voir la description principale du raccordement.
Un nouveau domaine d’application pour les prestataires de maintenance, fournisseurs et importateurs d’onduleurs
Ces professionnels peuvent demander une évaluation technique propre à l’application à partir des données de l’onduleur et de la charge ainsi que des journaux d’événements. Le dimensionnement, le contenu du kit ou de l’armoire, la mise en service et l’assistance sur site sont définis pour le projet. Cette démarche constitue une solution technique pour utiliser l’infrastructure d’onduleurs existante dans les applications adaptées de charges régénératives.
Une expérience en électronique de puissance et industrielle depuis 1975
Active dans l’électronique de puissance et l’électronique industrielle depuis 1975, Gürer Elektronik réalise l’ensemble du processus avec ses propres moyens techniques, de l’analyse des pannes et de la conception des circuits jusqu’à la fabrication de prototypes, aux essais en laboratoire et à la mise en œuvre sur site.
Demander une évaluation technique pour votre application
Pour une évaluation technique, indiquez la marque, le modèle et la puissance de l’onduleur, les caractéristiques de la machine et du variateur, des photographies des plaques signalétiques, les journaux d’alarmes et de bypass ainsi que l’étape précise de fonctionnement au moment de l’événement. Des mesures réalisées par du personnel qualifié et une courte vidéo de fonctionnement peuvent être jointes si elles sont disponibles.
Pour les ascenseurs, indiquez également, si possible, la hauteur de déplacement, la vitesse, la charge nominale, le nombre de cabines raccordées à l’onduleur et la fréquence d’utilisation. Ces données servent à évaluer la cause et l’adéquation de l’application, puis à définir la puissance, le refroidissement et l’installation.
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