Comment un convertisseur de fréquence peut-il provoquer un « court-circuit franc » dans le bus CC ?

Le bus CC du convertisseur de fréquence triphasé 60 Hz/50 Hz assure le transfert d'énergie entre le redressement et l'inversion. Si un composant de puissance de la boucle CC subit un défaut grave, cela peut provoquer un état similaire à un court-circuit franc sur le bus CC. Ce phénomène se manifeste souvent par une chute brutale de la tension du bus et une surtension instantanée, affectant les équipements électroniques de puissance.

Ce court-circuit franc n'est pas un simple défaut à la terre, mais une conduction directe due à la défaillance de composants internes du bus CC. Par exemple, une défaillance de l'isolation d'un condensateur de filtrage ou un court-circuit dans un élément de commutation interne (tel qu'un IGBT ou une diode) provoque un basculement du courant d'un chemin de haute impédance vers un chemin d'impédance quasi nulle. Dès l'apparition du court-circuit, la tension sur le bus CC chute rapidement à une valeur proche de zéro et l'énergie fournie par le pont redresseur est presque instantanément consommée par le chemin de court-circuit interne.

En cas de défaut, la limitation de courant dépend principalement de l'impédance côté alimentation et de l'impédance série des composants sur le bus. Lorsque la résistance interne du bus CC est négligeable, le courant de court-circuit du système augmente rapidement, ce qui engendre d'importantes contraintes thermiques et mécaniques sur les connexions électriques, les câbles, les condensateurs CC et les semi-conducteurs de puissance du convertisseur de fréquence monophasé 60 Hz/50 Hz.