Pourquoi les condensateurs des onduleurs de fréquence sont-ils connectés en série ?

Les systèmes d'onduleurs de fréquence nécessitent souvent des configurations de composants stratégiques pour gérer en toute sécurité les fortes tensions. Dans de nombreuses applications industrielles, les ingénieurs connectent les condensateurs du bus CC en série plutôt que d'utiliser un seul condensateur. Ce choix de conception influe directement sur la fiabilité, la tolérance aux tensions et la durée de vie globale du système d'entraînement du moteur.

Limites de tension des condensateurs électrolytiques standard

La plupart des condensateurs électrolytiques standard utilisés dans un onduleur de fréquence ont une tension nominale maximale d'environ 400 V à 450 V. Cependant, les alimentations industrielles dépassent régulièrement ces seuils. Lorsqu'elles fonctionnent sur une ligne CA standard de 480 V, la tension redressée du bus CC atteint environ 678 V CC, ce qui dépasse facilement la capacité d'un seul condensateur standard.

Répartition de la charge de tension totale

Le branchement de deux condensateurs de 450 V en série double la capacité de tension totale à 900 V. Cette configuration supporte en toute sécurité la tension de 678 V CC du bus tout en conservant une marge de protection.

Répartition de la tension : La tension totale du bus CC est répartie entre les condensateurs en série.

Marge de sécurité : Elle prévient les claquages ​​diélectriques catastrophiques lors des surtensions.

Équilibrage de la tension et maintien de la stabilité du réseau :

Bien que le raccordement en série résolve le problème de la limitation de tension, les variations du courant de fuite des condensateurs peuvent entraîner une répartition inégale de la tension. Les techniciens installent des résistances d'équilibrage en parallèle sur chaque condensateur afin de garantir une répartition égale de la tension et d'éviter les défaillances prématurées des composants.

Intégration de la stabilisation de tension dans la conversion de fréquence :
Les installations modernes utilisent des systèmes de conversion spécialisés, en complément des onduleurs standard, pour assurer la conformité au réseau. Par exemple, les équipements de test intègrent souvent un convertisseur de fréquence monophasé 60 Hz vers 50 Hz pour répondre aux spécifications européennes.

De même, l'importation de machines dans des régions aux réseaux électriques différents nécessite un convertisseur de fréquence monophasé 50 Hz vers 60 Hz pour stabiliser l'alimentation entrante avant son arrivée sur le bus de distribution principal.