Protection contre les surtensions pour machines CNC, VFD et PLC

Protection contre les surtensions pour machine CNC

CNC signifie « commande numérique par ordinateur ». Il s'agit du contrôle automatisé d'outils d'usinage tels que les perceuses, les tours, les fraiseuses et les imprimantes 3D à l'aide d'un ordinateur.

Selon leur application, les machines CNC sont équipées de différents types de composants électroniques, allant des composants électroniques dédiés aux automates programmables (PLC), en passant par les écrans avec ou sans fonction tactile, les interfaces PC, etc.

Les défaillances des machines CNC sont dues à deux perturbations importantes (variables présentes) dans les erreurs en régime permanent et les erreurs transitoires du réseau basse tension.

Les erreurs en régime permanent comprennent principalement les surtensions qui durent plusieurs cycles (gonflement), les harmoniques, les effets RFI/EMI, etc.

Les erreurs transitoires comprennent les surtensions transitoires, c'est-à-dire les surtensions dues à la foudre et les surtensions de commutation dues à des opérations telles que le soudage, la commutation de batteries de condensateurs, etc.

Les deux principales causes de défaillances dues à la foudre

Foudre directe. Ce cas est très rare, car les machines CNC sont installées à l'intérieur d'une structure et alimentées par des tableaux de distribution secondaires, tandis que seul le tableau de distribution principal subit les effets directs de la foudre dans les zones sujettes aux orages. L'autre raison, souvent méconnue, est la foudre inductive. Dans ce cas, le courant de foudre est transporté par tous les types de câbles, à l'exception des câbles à fibre optique.

Avant d'aborder le sujet des SPD, voyons d'abord ce qu'est une surtension et comment elle affecte nos machines CNC, afin de faciliter l'installation de SPD adaptés à la protection des machines CNC.

En termes simples, une surtension est une augmentation soudaine du courant et de la tension pendant une courte période (une durée de 350 microsecondes lors d'un orage et de 20 microsecondes lors d'une commutation). Il existe différentes sources de surtensions.

Les surtensions transitoires artificielles sont causées par des baisses de tension, des coupures de courant, la commutation de condensateurs, l'allumage/extinction fréquent d'équipements lourds, le soudage, les décharges électrostatiques, etc. La nature génère deux types de surtensions : les coups de foudre directs, qui sont extrêmement rares, et les surtensions indirectes induites par la foudre à distance, qui sont courantes.

Protéger les composants électroniques des machines CNC contre les surtensions et éviter la corruption des mémoires EPROM

Protection contre les surtensions pour fraiseuse et perceuse CNC

Beaucoup pensent que, à moins de voir un circuit imprimé carbonisé, ils n'accepteront pas que le problème soit dû à la foudre ou à des surtensions. Le problème le plus courant que nous rencontrons dans le fonctionnement normal des installations est la corruption de l'EPROM (mémoire morte programmable effaçable).

Cela se voit à l'apparition soudaine de données indésirables dans le panneau MMI (interface homme-machine). En général, il n'est pas courant de mettre cette boucle de PLC ou de DCS en mode manuel, de retirer l'EPROM corrompue, de l'effacer à l'aide d'un effaceur UV, de la reprogrammer et de la remettre en service, car il s'agit d'un processus long et fastidieux qui entraîne une perte de production. Si l'on examine les raisons pour lesquelles une telle corruption de l'EPROM se produit soudainement, on constate qu'elle est due à des surtensions.

En effet, pendant la programmation, une tension supérieure à la tension de fonctionnement normale est appliquée à certaines broches de l'EPROM (afin que celle-ci comprenne qu'elle est en mode programmation et non en mode de fonctionnement normal).

Lors d'une surtension, le même phénomène se produit. En raison de l'apparition soudaine d'une tension élevée au niveau des broches du circuit intégré, celui-ci pense être en mode programmation, et les broches sont affectées par l'apparition d'une tension extrêmement élevée.

C'est la cause de la collecte d'EPROM. En conséquence, l'intensité des surtensions est seule responsable de la défaillance ou de la corruption des programmes dans la machine CNC. Les CMS et les équipements électroniques des machines CNC sont conçus pour supporter une légère augmentation des niveaux de tension qui reste bien dans les limites de tolérance.

On parle alors de tension admissible de l'équipement. Elle est généralement de 1 000 V CA RMS pendant 1 minute pour les automates programmables et les équipements électroniques alimentés en 230 V CA. Si une surtension de cette ampleur se produit, l'équipement ne subit aucun dommage. Ces niveaux sont supérieurs à la limite de tolérance standard ; à long terme, ils sont suffisamment élevés pour endommager définitivement l'équipement.

Mythes courants :

De manière générale, nous estimons que les SPD ne sont pas nécessaires, car nous disposons déjà d'un certain nombre de dispositifs de protection (autres), à savoir :. parafoudre externe, MCB/MCCB, bonne mise à la terre, liaison, blindage, transformateurs d'isolation, UPS, barrières à sécurité intrinsèque, isolateurs.

Malheureusement, tous ces équipements ont des objectifs totalement différents et ne servent pas à protéger les équipements contre les surtensions transitoires. Analysons la portée de chacun d'entre eux.

  • Protection externe contre la foudre avec une bonne mise à la terre est de protéger le bâtiment contre les coups de foudre directs.
  • MCB (Miniature circuit breaker) ou MCCB (Molded Case Circuit Breaker) sert à protéger l'équipement contre les courts-circuits dus au flux de courants de défaut à fréquence industrielle. Les disjoncteurs MCB ou MCCB fonctionnent en quelques millisecondes, ce qui signifie qu'avant qu'un disjoncteur MCB ou MCCB ne détecte les surtensions, celles-ci les auront déjà traversés et auront endommagé l'équipement.
  • Mise à la terre est destiné à la sécurité du personnel et à la sécurité des équipements.
  • Liaison est de réduire la résistance de terre et de maintenir l'équipotentialité.
  • Blindage est effectuée afin de protéger les équipements contre les effets des interférences radioélectriques (RFI) et électromagnétiques (EMI).
  • Transformateur d'isolement est principalement utilisé pour protéger les équipements contre les défauts qui se produisent du côté primaire. Par exemple, en cas de court-circuit du côté primaire, les équipements connectés du côté secondaire ne seront pas affectés s'ils sont connectés via un transformateur d'isolement.
  • UPS (alimentation électrique sans coupure) Comme leur nom l'indique, ils sont utilisés pour fournir une alimentation continue via la batterie en cas de panne de courant ou pour réguler l'alimentation dans une bande étroite.
  • Barrières ou isolateurs à sécurité intrinsèque sont utilisés dans les zones dangereuses des usines (par exemple, raffineries, usines pétrochimiques, usines d'engrais, etc.) afin de limiter l'énergie électrique à des niveaux très bas, de sorte que même en cas de court-circuit, la puissance disponible soit trop faible pour provoquer une étincelle ou un incendie.

Les SPD sont donc les seuls dispositifs de protection des machines CNC contre les surtensions transitoires. Nous pouvons maintenant aborder le choix et l'installation appropriés des SPD pour un fonctionnement sans faille d'une machine CNC.

En fonction de l'alimentation entrante de la machine CNC, c'est-à-dire triphasée avec ou sans neutre, des SPD doivent être installés avec un contact sans potentiel, un sectionneur thermique, y compris un élément de base et des parafoudres enfichables à connecter entre la phase et le neutre (3 pour le triphasé vers le neutre) et entre le neutre et la terre de protection. Les SPD pour l'alimentation triphasée (L-N), (N-E) au niveau du tableau de distribution local ou secondaire ou du panneau de dérivation doivent être équipés d'un MOV pour L-N (avec un MCOV de 275 V pour prendre en charge les fluctuations de l'alimentation électrique) et d'un SPARK GAP pour N-E. La classe requise est la classe I + II conformément à la norme CEI 61643-11. Il s'agit du premier niveau de défense.

Pour que le MMI dispose d'une alimentation électrique 24 V CC ou d'un PLC avec DI/DO, il est nécessaire de sélectionner des SPD adaptés, en plus des SPD de classe I + II présents dans le tableau de distribution principal.

Nous listons ci-dessous les machines qui nécessitent une protection contre les surtensions :

Types de machines 
Machines-outils :Découpe des métauxFormage des métaux
Machines pour le plastique :Machines de moulage par injectionMachines d'extrusionMachines de moulage par soufflageMachines de traitement spécialiséesMachines de moulage à thermostatÉquipements de réduction de taille
Machines à bois :Machines à boisMachines à laminerMachines pour scieries
Machines de manutention :Robots industrielsMachines de transfertMachines de tri
Machines d'inspection/d'essai :Machines à mesurer tridimensionnellesMachines de contrôle en cours de fabrication
Machines d'emballage :Machines à cercler les cartonsMachines à remplir les fûtsMachines à palettiser

Protection contre les surtensions CNC et filtrage de l'alimentation électrique

La protection contre les surtensions et la foudre pour les équipements CNC (commande numérique par ordinateur) est d'une importance capitale pour protéger ces machines complexes et coûteuses contre les effets destructeurs des transitoires et des surtensions. Les machines CNC, qui englobent une large gamme d'équipements allant des tours et fraiseuses aux systèmes laser et imprimantes 3D, jouent un rôle central dans les processus de fabrication modernes. Ces machines sont sensibles aux fluctuations de tension, aux pics transitoires et aux surtensions électriques qui peuvent provenir de diverses sources, notamment la foudre, les fluctuations du réseau électrique ou la commutation des équipements.

L'importance de protéger les machines CNC contre les surtensions

La mise en place d'une protection contre les surtensions permet de protéger les machines CNC contre les anomalies de tension, évitant ainsi des dommages potentiellement catastrophiques pouvant entraîner des temps d'arrêt, des pertes matérielles et des revers financiers. Une surtension peut perturber le fonctionnement, nuire à la précision et à l'exactitude de ces machines, provoquer des dysfonctionnements et des blocages, voire entraîner des dommages irréversibles nécessitant des réparations ou des remplacements coûteux.

Protection contre les surtensions pour VFD

Protection contre les surtensions pour les variateurs de fréquence

Dispositifs de protection contre les surtensions peut être utilisé pour protéger un variateur de fréquence contre les transitoires de tension, les pics et les surtensions généralement causés par la foudre.

Variateur de fréquence (VFD)

Un variateur de fréquence (VFD), également appelé variateur de vitesse (VSD), est le composant principal de toute pièce mobile dans un équipement électrique.

Cet appareil permet de contrôler la vitesse de presque tous les moteurs électriques, qui autrement fonctionneraient toujours à vitesse constante. Pour ce faire, il suffit de régler la fréquence de sortie des moteurs électriques.

Les variateurs de fréquence sont utilisés dans une multitude d'applications : panneaux de pompes, compresseurs CVC, convoyeurs, machines CNC, soufflantes, vitesse des machines-outils, etc. On les trouve donc dans de nombreux secteurs, tels que le traitement des eaux usées, le pétrole et le gaz, et les machines industrielles.

Protection contre les surtensions pour convertisseurs de fréquence

Un convertisseur de fréquence se compose généralement d'un redresseur, d'un circuit intermédiaire, d'un onduleur et d'un système électronique de commande (figure 1).

Figure 1 Principe de base d'un convertisseur de fréquence

Figure 1 – Principe de base d'un convertisseur de fréquence

À l'entrée de l'onduleur, une tension alternative monophasée ou une tension alternative triphasée entre phases est convertie en une tension continue pulsée et est acheminée vers le bus CC qui sert également de système de stockage d'énergie (tampon).

Les condensateurs dans le circuit de courant continu et les sections L-C mises à la terre dans le filtre secteur peuvent causer des problèmes avec les dispositifs de protection contre les courants résiduels (RCD) en amont. Ces problèmes sont souvent associés à tort aux parafoudres. Ils sont toutefois causés par des courants de défaut de courte durée du convertisseur de fréquence qui sont suffisamment élevés pour déclencher les RCD sensibles. Cela peut être évité en utilisant un disjoncteur RCD à protection contre les surtensions, disponible avec une capacité de décharge de 3 kA (8/20 µs) et plus pour un courant de déclenchement In = 30 mA.

Le variateur fournit une tension de sortie pulsée via l'électronique de commande. Plus la fréquence d'impulsion de l'électronique de commande pour la modulation de largeur d'impulsion est élevée, plus la tension de sortie est proche d'une courbe sinusoïdale. Cependant, chaque impulsion génère un pic de tension qui se superpose à l'onde fondamentale. Ce pic de tension atteint des valeurs supérieures à 1 200 V (selon le convertisseur de fréquence). Plus la simulation de la courbe sinusoïdale est bonne, meilleures sont les performances de fonctionnement et de contrôle du moteur. Cela signifie toutefois que des pics de tension se produisent plus fréquemment à la sortie du convertisseur de fréquence.

Afin de choisir le parafoudre adapté à votre convertisseur de fréquence, il convient de tenir compte de la tension de service continue maximale Uc, qui spécifie la tension de service maximale admissible à laquelle un dispositif de protection contre les surtensions peut être connecté. En raison des pics de tension qui surviennent pendant le fonctionnement des convertisseurs de fréquence, il est nécessaire d'utiliser des parafoudres avec une valeur Uc élevée afin d'éviter un “ vieillissement artificiel ” dû à l'échauffement du parafoudre dans des conditions de fonctionnement “ normales ” et aux pics de tension associés.

Le chauffage des parafoudres peut entraîner une réduction de leur durée de vie et leur déconnexion de l'installation qu'ils sont censés protéger.

Figure 2 Connexion blindée compatible CEM du câble d'alimentation du moteur

Figure 2 – Connexion blindée compatible CEM du câble d'alimentation du moteur

La fréquence d'impulsion élevée à la sortie du convertisseur de fréquence provoque des interférences dans le champ. Pour éviter que d'autres systèmes ne soient perturbés, le câble d'alimentation du moteur doit être blindé. Le blindage du câble d'alimentation du moteur doit être mis à la terre aux deux extrémités, à savoir au niveau du convertisseur de fréquence et du moteur.

À cette fin, il convient d'assurer un contact sur une grande surface avec le blindage, de préférence à l'aide de ressorts à force constante (figure 2), afin de satisfaire aux exigences CEM. Les systèmes de mise à la terre interconnectés, à savoir la connexion du système de mise à la terre du convertisseur de fréquence à celui du moteur d'entraînement, réduisent les différences de potentiel entre les différentes parties de l'installation, empêchant ainsi les courants d'équilibrage de circuler à travers le blindage.

Lors de l'intégration d'un convertisseur de fréquence dans l'automatisation du bâtiment, toutes les interfaces d'évaluation et de communication doivent être protégées par des dispositifs de protection contre les surtensions afin d'éviter toute défaillance du système liée à ces dernières. La figure 3 montre un exemple d'interface de contrôleur 4 – 20 mA.

Figure 3 Convertisseur de fréquence avec entraînements en LPZ 0A et LPZ 1

Figure 3 – Convertisseur de fréquence avec entraînements en LPZ 0A et LPZ 1

SPD recommandé pour les fraiseuses CNC

Protection contre les surtensions en général

Les surtensions peuvent être permanentes, temporaires ou simplement transitoires (surtension). Une surtension ou un pic est une tension élevée de courte durée, généralement bien supérieure à 110% de la tension nominale. Les surtensions transitoires peuvent avoir une origine atmosphérique (foudre) ou être dues à une commutation transitoire dans le réseau. L'utilisation de parafoudres est une protection courante et efficace contre les surtensions transitoires.

Ces dispositifs ont une impédance hautement non linéaire en fonction de la tension appliquée. En fonctionnement normal (en dessous de la tension seuil), les parafoudres ont une impédance très élevée et seul un courant de fuite négligeable circule à travers le parafoudre. Lorsque la tension dépasse le seuil, l'impédance chute considérablement et le parafoudre crée un chemin pour le courant de surtension. Les parafoudres sont généralement appliqués entre phase et terre, entre phases ou une combinaison des deux.

Figure 4 Parafoudres installés phase-terre et phase-phase

Figure 4 – Parafoudres installés phase-terre et phase-phase.webp

L'orthographe peut être « surge arrester » ou « surge arrestor ». Une autre appellation est « dispositif de protection contre les surtensions » (SPD).

Les parafoudres sont-ils adaptés à la protection des moteurs alimentés par des variateurs de fréquence ?

Les parafoudres sont couramment utilisés pour protéger les équipements électriques contre les surtensions excessives. Parallèlement, de nombreux onduleurs à source de tension produisent des tensions non sinusoïdales qui sollicitent l'isolation des machines. On peut donc se demander si les parafoudres constituent un moyen approprié pour protéger les moteurs alimentés par des variateurs de fréquence.

La réponse courte est ‘ non ’. La plupart des systèmes d'entraînement équipés d'un onduleur à source de tension ne tireront aucun avantage des parafoudres. Au contraire, l'installation de parafoudres risquerait de provoquer un

Figure 5 Les parafoudres sont-ils adaptés à la protection des moteurs alimentés par des variateurs de fréquence ?

Figure 5 – Les parafoudres sont-ils adaptés à la protection des moteurs alimentés par des variateurs de fréquence ?

Protection des variateurs de fréquence à l'aide de dispositifs de protection contre les surtensions (SPD)

Des composants électroniques sophistiqués et très sensibles, basés sur des microprocesseurs, ainsi que des réseaux de communication de données sont intégrés dans tous les secteurs du monde des affaires actuel, où tout va très vite. Protéger ces systèmes essentiels contre les dommages causés par les surtensions, les pics et les transitoires permet de les préserver de la destruction des équipements, des interruptions de service et des temps d'arrêt coûteux. Savoir comment installer correctement ces SPD peut être aussi important que la décision de les acheter.

Dans l'ensemble, des dispositifs de protection contre les surtensions correctement installés réduisent l'ampleur des anomalies électriques aléatoires, à haute énergie et de courte durée. Ces anomalies sont généralement causées par des phénomènes atmosphériques (tels que la foudre), des commutations de services publics, des charges inductives et des surtensions générées en interne.

Protection des entraînements

L'utilisation de différents types de variateurs pour contrôler les moteurs est très répandue. Le variateur a pour but d'augmenter l'efficacité ou de gérer la vitesse du moteur contrôlé. Grâce à divers processus et mécanismes de contrôle, le variateur remodèle souvent l'onde sinusoïdale afin de fournir au moteur un signal qui permet une plus grande efficacité ou fait varier la fréquence du signal pour contrôler la vitesse du moteur.

En raison de l'action du variateur, la qualité de l'alimentation électrique peut être compromise. En effet, les variateurs peuvent générer des surtensions et des harmoniques sur le système.

Application de dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) à un système d'entraînement afin d'atténuer les dommages pouvant survenir en raison de surtensions, tout en tenant compte des effets des harmoniques sur le dispositif de protection contre les surtensions.

Application des SPD au système d'entraînement

Protection contre les surtensions pour variateur de fréquence VFD

Pour faciliter la description de l'application des SPD à un système d'entraînement, veuillez vous reporter à la figure. Cette figure illustre une configuration d'entraînement type. L'alimentation entrante est généralement configurée en triangle (3 phases et terre).

La tension d'entrée est souvent de 480 V, mais d'autres tensions peuvent être utilisées. La puissance d'entrée est généralement réduite à une tension inférieure (généralement 120 V CA) qui alimente le circuit de commande. Le circuit de commande contient des composants électroniques sensibles. Une fois que la puissance est transmise par le variateur, la sortie est acheminée vers le moteur.

Comme indiqué, il existe cinq possibilités pour protéger le système d'entraînement classique. Chacune d'entre elles est identifiée par un numéro entouré d'un cercle et décrite ci-dessous.

  1. Entrée d'entraînement

La protection de l'entrée du variateur est une étape essentielle pour protéger le système d'entraînement. La protection de cet emplacement empêche les dommages causés par les surtensions dues à des événements propagés sur le système électrique à partir de sources en amont, à des événements externes tels que la foudre et les surtensions de commutation créées par le réseau électrique, et à l'interaction de plusieurs variateurs sur le même système.

À cet emplacement, un dispositif à circuit parallèle sensible à la tension est approprié, sans circuit sensible à la fréquence. Les circuits sensibles à la fréquence ne sont pas recommandés à cet emplacement, car celui-ci est généralement plus sensible aux transitoires impulsionnels qu'aux transitoires en onde annulaire.

  1. Entrée onduleur

L'entrée de l'onduleur est l'une des zones les plus sensibles et les plus critiques du variateur lui-même. C'est à cet endroit qu'il faut faire preuve de prudence et effectuer une inspection minutieuse. Vous pouvez installer un dispositif à circuit parallèle sensible à la fréquence à condition de vous être assuré qu'aucun condensateur supplémentaire n'a été installé pour atténuer les courants harmoniques dans ce variateur.

Si des condensateurs supplémentaires sont installés, un dispositif à circuit sensible à la tension connecté en parallèle est approprié à cet emplacement, sans circuit sensible à la fréquence. Les circuits sensibles à la fréquence ne sont pas recommandés à cet emplacement en raison de la forte teneur en harmoniques qui a nécessité l'installation de condensateurs supplémentaires. L'installation de dispositifs à circuit sensible à la fréquence à cet emplacement entraînerait une défaillance du SPD.

  1. Circuit de commande

Le circuit de commande contient des composants électroniques sensibles qui peuvent être endommagés par l'environnement créé par le variateur ou par des surtensions provenant de sources externes. Une protection à cet endroit est essentielle.

Étant donné qu'un transformateur abaisseur isole ce circuit et alimente des composants électroniques sensibles, il est recommandé d'installer à cet endroit un SPD connecté en série avec un circuit sensible à la fréquence.

  1. Puissance de sortie

Il est recommandé de protéger la sortie immédiate du variateur lorsque la longueur de la connexion entre le variateur et le moteur est supérieure à 15 m (50 pieds) ou si la connexion passe le long d'un mur extérieur ou à l'extérieur.

L'une des raisons pour lesquelles il est nécessaire de protéger la sortie immédiate lorsque la longueur de la connexion au moteur est importante est due aux ondes réfléchies qui peuvent se produire lorsque le signal (souvent à haute fréquence) provenant de la sortie du variateur atteint le moteur, puis est réfléchi entre le variateur et le moteur. Ce phénomène peut créer un “ empilement de tension ” : la tension réfléchie s'ajoute à la tension nominale et aux autres ondes réfléchies. Le SPD contribue à réduire les pics de tension des ondes réfléchies.

Les longueurs importantes et celles qui longent les murs extérieurs ou les portes peuvent provoquer des ondes réfléchies. Les ondes réfléchies se produisent lorsque le signal (souvent à haute fréquence) provenant du variateur de sortie atteint la mère et est réfléchi entre le variateur et le moteur. Cette action crée un “ empilement de tension ”. La tension réfléchie s'ajoute à la tension nominale et aux autres ondes réfléchies. Le SPD contribuera à réduire les pics de tension des ondes réfléchies.

Plus important encore, si la connexion entre le variateur et le moteur s'étend à l'extérieur le long d'un chemin exposé à l'environnement ou à proximité de la structure métallique du bâtiment, une protection à cet endroit est essentielle pour réduire les effets des coups de foudre directs ou des surtensions induites par la foudre à proximité. Ces surtensions peuvent endommager le variateur, même si une protection est prévue à l'entrée du moteur.

À cet emplacement, un dispositif à circuit sensible à la tension connecté en parallèle est approprié, sans circuit sensible à la fréquence. Les circuits sensibles à la fréquence ne sont pas recommandés à cet emplacement en raison de la forte teneur en harmoniques du signal due au fonctionnement normal du variateur. L'installation de dispositifs à circuit sensible à la fréquence à cet emplacement entraînera une défaillance du SPD. L'utilisation d'un dispositif à circuit sensible à la tension à cet emplacement éliminera cette possibilité.

  1. Entrée moteur

La protection de l'entrée du moteur est une étape essentielle pour protéger le système d'entraînement. La protection à cet endroit permet d'éviter les dommages causés par les surtensions propagées de la sortie du variateur à l'entrée du moteur. La protection de cet endroit contribue à prolonger la durée de vie du moteur, car le SPD aide à prévenir les dommages causés aux enroulements et aux roulements du moteur par les surtensions.

De plus, si la connexion entre le variateur et le moteur s'étend à l'extérieur le long d'un chemin exposé à l'environnement ou à proximité de la structure métallique du bâtiment, il est important de protéger cet emplacement afin de réduire les effets des coups de foudre directs ou des surtensions induites par la foudre à proximité. Ces surtensions peuvent endommager le moteur, même si une protection est prévue à la sortie du variateur.

À cet emplacement, un dispositif à circuit sensible à la tension connecté en parallèle sans circuit sensible à la fréquence est approprié. Les circuits sensibles à la fréquence ne sont pas recommandés à cet emplacement en raison de la forte teneur en harmoniques du signal due au fonctionnement normal du variateur. L'installation de dispositifs à circuit sensible à la fréquence à cet emplacement entraînera une défaillance du SPD. L'utilisation d'un dispositif à circuit sensible à la tension à cet emplacement éliminera cette possibilité.

Protection contre les surtensions et les pics de tension dans les variateurs de fréquence (VFD)

Comme tout autre système électrique, les systèmes VFD doivent être protégés contre les surtensions et les transitoires de surtension. Ces surtensions peuvent provenir du réseau électrique ou être générées par le variateur lui-même.

En général, les surtensions provenant du réseau électrique sont moins fréquentes et ont une énergie et une amplitude plus élevées. Ces surtensions peuvent être des surtensions dues à la foudre ou des surtensions de commutation provenant du réseau électrique.

En plus de ces surtensions, le fonctionnement du convertisseur/onduleur peut également générer des surtensions susceptibles d'endommager les circuits électroniques sensibles. Une protection efficace contre les surtensions d'un système d'entraînement doit protéger les commutateurs électroniques de puissance et le circuit de commande ainsi que le moteur.

Dans un système d'entraînement classique, il existe cinq points où installer des dispositifs de protection contre les surtensions, comme illustré à la figure 6.

Figure 6 Les SPD utilisés dans ces emplacements peuvent être équipés de dispositifs de protection.

Figure 6 – Les SPD utilisés dans ces emplacements peuvent être équipés de dispositifs de protection.

Les SPD utilisés dans ces emplacements peuvent être équipés de dispositifs de protection utilisant différentes technologies. Dans les produits commerciaux, certains SPD peuvent être intégrés à d'autres produits, tels que des filtres, afin d'assurer une protection contre une mauvaise qualité de l'alimentation électrique ou une distorsion harmonique élevée.

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