Glossaire du guide des spécifications du conditionneur d'alimentation

Les spécifications des conditionneurs d'alimentation et des régulateurs de tension peuvent prêter à confusion. Le résumé suivant de la terminologie typique des conditionneurs d'alimentation est orienté vers les régulateurs de tension et les dispositifs anti-affaissement, bien que bon nombre des mêmes termes soient applicables à d'autres technologies telles que l'alimentation sans coupure (UPS), le restaurateur de tension dynamique (DVR), etc.

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Disjoncteur

Cette fonction offre une protection contre les courts-circuits et les surintensités pour le conditionneur de puissance et l'équipement et le câblage en aval du conditionneur de puissance, quels que soient les événements en amont du conditionneur de puissance.

Durée de correction

La durée de correction est la durée pendant laquelle un conditionneur d'alimentation peut continuer à corriger un événement de qualité d'alimentation. Les conditionneurs d'alimentation qui reposent sur le stockage d'énergie (par exemple, les condensateurs, les batteries, les volants d'inertie) comme principal moyen de conditionnement peuvent ne pas être en mesure de fournir une correction pour les événements qui durent plus de quelques cycles ou secondes ou si plusieurs événements graves se produisent en succession rapide. Les conditionneurs de puissance qui ne reposent pas sur le stockage d'énergie offrent généralement un temps de correction illimité.

Alors que les baisses de tension et les sous-tensions représentent généralement plus de 92 % des problèmes d'alimentation, les interruptions représentent moins de 4 % de ces problèmes.

Efficacité

L'efficacité est simplement la puissance sortant d'une unité divisée par la puissance entrant dans une unité, généralement exprimée en pourcentage.

Tous les régulateurs de tension et les conditionneurs de puissance "consomment" de l'énergie dans le processus d'exécution de leur tâche. Généralement, cette consommation se présente sous la forme de pertes qui se produisent dans les composants (par exemple, les transformateurs) où l'énergie électrique perdue est convertie en énergie mécanique sous forme de chaleur ou de mouvement (vibrations). Les efficacités peuvent parcourir le spectre de moins de 50% à 99%. La plupart des unités auront des efficacités relativement constantes sur toute la plage de charge, mais les unités basées sur des transformateurs ferrorésonnants ont tendance à avoir des efficacités qui chutent très rapidement pour les points inférieurs à la pleine charge.

L'efficacité peut être l'un des paramètres les plus négligés lors de la sélection d'un régulateur de tension ou d'un conditionneur d'alimentation. Une mesure rapide du coût des différences d'efficacité peut être obtenue en multipliant la taille en KVA des unités par la différence d'efficacité par 7. Le résultat sera une approximation de la différence de coût énergétique annuel en dollars. Par exemple, pour des unités de 25 KVA avec une différence d'efficacité de 3%, l'unité avec l'efficacité la plus faible coûterait environ 5 de plus par an en consommation d'énergie supplémentaire.

Dérivation électronique

Avec de nombreux conditionneurs d'alimentation, si un dysfonctionnement se produit, le conditionneur d'alimentation s'éteint et l'alimentation de la charge est perdue. Pour les applications critiques et autres, ce n'est pas une option acceptable. Un bypass électronique permet au conditionneur d'alimentation de continuer à fournir une alimentation non régulée à la charge, même en cas de défaillance d'un composant. En plus de ne pas laisser tomber la charge, le bypass électronique protège également la charge en cas de défaillance d'un composant dans le conditionneur d'alimentation. Pour certains types de conditionneurs d'alimentation, une défaillance ou un dysfonctionnement d'un composant peut entraîner l'envoi de tensions de sortie potentiellement dommageables à la charge.

Capacité d'élimination des défauts et de surcharge

Il s'agit d'une mesure de la capacité d'une unité à tolérer des niveaux de courant supérieurs au courant nominal sans subir d'usure ou de dommages à court ou à long terme. De nombreux appareils électriques, tels que les moteurs, les aimants, les transformateurs, etc., nécessitent un apport important de courant au démarrage (courant d'appel). Un moteur à courant alternatif "typique" a un appel de 500 à 1000% du courant normal qui culmine en quelques cycles, puis décroît à des niveaux normaux en 10 à 30 cycles. Les conditionneurs de puissance avec des valeurs nominales telles que 1000 % pour 1 cycle peuvent ne pas être de bons choix pour les applications industrielles ou commerciales avec un courant d'appel fréquent ou important. Pour cette mesure, plus le pourcentage est élevé et plus le temps à ce pourcentage est long, mieux l'unité doit résister aux applications à fort appel.

L'élimination des défauts a une relation avec la capacité de surcharge dans la mesure où les deux décrivent la capacité du conditionneur de puissance à fonctionner pendant un certain temps à des niveaux de courant supérieurs à la valeur nominale de l'unité. Si un conditionneur d'alimentation ne peut pas faire passer suffisamment de courant sans se déclencher ou s'arrêter, l'équipement en aval et les dispositifs de protection peuvent ne pas être en mesure de "s'effacer" ou de se réinitialiser, créant ainsi un problème de fonctionnement gênant.

Distorsion harmonique

Il s'agit de la distorsion de la forme d'onde de tension par le conditionneur d'alimentation (la faisant apparaître irrégulière plutôt que lisse). Moins il y a de distorsion, mieux c'est.

Les régulateurs de tension qui fonctionnent en commutant des prises (changement de prise), notamment les régulateurs de tension électroniques, peuvent provoquer un phénomène appelé "notching". Si la forme d'onde n'est pas à zéro (le point où elle croise l'axe horizontal) lorsque le régulateur change de prise, la forme d'onde de la tension de sortie sera déformée.

Impédance

L'impédance est l'opposition au flux d'électrons dans un circuit alternatif en fonction de la résistance, de la capacité et de l'inductance du circuit. L'impédance dans un circuit AC est analogue à la résistance dans un circuit DC. Même les fils conducteurs simples ont des propriétés de résistance et d'inductance qui affectent l'impédance d'un circuit AC.

Tension d'entrée

Offres de tension d'entrée standard. Voir aussi Step Down-Step Up.

Régulation de sortie

Déviation en pourcentage au-dessus ou au-dessous de la tension de sortie nominale (ou nominale) lorsque la tension d'entrée se situe dans la plage d'entrée. En d'autres termes, il s'agit d'une mesure de la précision ou de l'étanchéité de la tension de sortie. Des nombres plus petits signifient une réglementation plus précise. Une régulation de sortie de ± 3 % est bien dans la tolérance requise par la grande majorité des appareils électriques. Pour les applications spéciales telles que les tests en laboratoire ou l'étalonnage, une régulation de sortie de ± 1,5 % ou moins peut être plus souhaitable. Pour une sortie nominale de 208 V, une régulation de sortie de ±3 % équivaut à 214 V à 202 V.

Avec de nombreux régulateurs de tension, il y aura une corrélation directe entre la plage d'entrée et la régulation de sortie. Au fur et à mesure que la régulation de sortie devient plus petite, la plage d'entrée se rétrécit également. Cela est dû au fait que les fabricants auront un nombre fixe de points ou de prises auxquels des changements de tension de sortie peuvent être effectués. Pour diminuer le pourcentage de régulation de sortie sans diminuer la plage d'entrée, il faut ajouter plus de prises. Cela devient une conception personnalisée et plus coûteuse.

Phase

Disponibilité de modèles CA monophasés et triphasés.

Temps de réponse

Une impédance élevée peut avoir un impact significatif sur la qualité de l'alimentation en ce sens qu'elle affecte directement la tension en fonction du flux de courant. Par exemple, un appareil tirant 1A sur un circuit avec une impédance de 1 ohm et une source de 100V verra 99V. Si ce même appareil consomme 10A, il ne verrait que 90V. Le même appareil sur un circuit avec une impédance de 0,1 ohm verrait 99,9 et 99V, en dessinant 1 et 10A, respectivement. Un circuit ou un système à faible impédance est dit "plus rigide" que son homologue à haute impédance car la tension change moins en fonction du courant.

Régulation de phase indépendante

Dans les applications triphasées, le niveau de tension d'entrée de chaque phase est fréquemment déséquilibré (par exemple Phase A = 440v, Phase B = 469v, Phase C = 453v). Ce déséquilibre peut entraîner un fonctionnement inefficace de nombreux appareils électriques, tels que des moteurs, ce qui, à son tour, les fait fonctionner à des températures plus élevées et s'use prématurément. Les unités qui offrent une régulation de phase indépendante fournissent une régulation de tension beaucoup plus précise et un niveau de protection plus élevé que les unités qui supposent que les tensions de phase sont équilibrées.

Plage d'entrée

Déviation en pourcentage au-dessus et au-dessous de la tension d'entrée nominale (ou nominale) qui peut être corrigée dans les limites de la régulation de sortie spécifiée. En d'autres termes, il s'agit d'une mesure de l'ampleur de la variation de la tension d'entrée par rapport à ce qu'elle est censée être. Plus l'"étalement" est grand, mieux c'est (par exemple, +10 % à -25 % fournit une fenêtre de tension d'entrée plus large que ±10 %). Pour une tension d'entrée nominale de 480 V, une plage d'entrée de +10 % à -25 % équivaut à 528 V à 360 V.

C'est le temps qu'il faut à l'unité pour répondre aux écarts de la tension entrante. Plus le temps est court, plus l'unité réussit à maintenir la tension dans la plage de régulation de sortie.

Il existe un autre terme, "temps de correction", qui peut également apparaître dans les spécifications. C'est le temps qu'il faut à l'unité pour ajuster la tension de sortie dans la plage de régulation de sortie, une fois que l'unité a commencé à répondre.

Le temps total nécessaire à une unité pour corriger une situation de tension faible ou élevée correspond au temps de réponse plus le temps de correction.

Les régulateurs de tension électroniques sont si rapides que le temps de réponse et le temps de correction sont fréquemment utilisés de manière interchangeable. D'autre part, les régulateurs de tension mécaniques ont un temps de réponse similaire à celui des unités électroniques, mais leur temps de correction lent (mesuré en secondes) est vraiment le facteur limitant.

Taille (kVA)

Les tailles de kVA disponibles. Voir Calcul des tailles en kVA.

Isolation de ligne

L'isolation de ligne est la séparation électrique de l'alimentation entrante et sortante via un transformateur d'isolation. Ces transformateurs réduisent le bruit et les transitoires qui peuvent être présents dans la puissance entrante. L'efficacité des unités utilisant un transformateur d'isolement sera généralement inférieure de 2 ou 3 points de pourcentage à celle des unités ne fournissant pas d'isolation de ligne.

Charger

Un appareil ou un ensemble d'appareils qui tirent de l'énergie du système électrique est appelé une charge. La charge peut être constituée de composants actifs (moteur, variateur de fréquence...) ou passifs (résistance, inductance, condensateur...). Voir aussi Facteur de puissance.

Facteur de puissance de charge

Les appareils tels que les transformateurs et les moteurs nécessitent de l'énergie pour maintenir les champs magnétiques afin de remplir leur fonction. Cette puissance dite "réactive" (kVAR) entre et sort de l'appareil mais n'est pas vraiment consommée pour effectuer le travail. La puissance consommée est appelée la puissance "réelle" (KW) et la somme vectorielle de la puissance réactive et réelle est appelée la puissance "apparente" (kVA). Le facteur de puissance (PF) est le rapport entre la puissance réelle et la puissance apparente. Les termes "en avance" et "en retard" font référence à la puissance réactive entrant ou sortant de l'appareil.

Dans le monde réel, les principaux facteurs de puissance sont rares. Pour les appareils individuels, les facteurs de puissance en retard peuvent généralement aller de 0,4 à 0,99. En ce qui concerne les conditionneurs de puissance, une limitation du facteur de puissance de charge est généralement requise si l'unité ne fonctionne pas ou ne répond pas correctement si le facteur de puissance est trop faible. À moins que le facteur de puissance des appareils existants ou futurs à protéger ne soit bien connu, il est préférable de sélectionner des conditionneurs de puissance sans limitation (ou minimale) du facteur de puissance de charge.

Charge minimale

Les conditionneurs de puissance sont fréquemment utilisés pour protéger les circuits à charges multiples. Si le conditionneur d'alimentation nécessite une charge minimale pour fonctionner correctement, il faut veiller à coordonner le démarrage et l'arrêt des charges individuelles.

Atténuation du bruit

L'atténuation (réduction) du bruit est une caractéristique commune des conditionneurs de puissance. La réduction du bruit électrique se mesure en décibels (db). Le db est un rapport logarithmique d'intensité ou, dans le cas du bruit électrique, l'amplitude d'un niveau de tension de bruit à un autre. Par exemple, une réduction de 40 db du bruit signifie que le bruit entrant est réduit d'un facteur de 10 000.

Il existe deux types de bruit réduit : le mode commun et le mode normal.

Un bruit de mode commun existe entre la terre et le neutre. Les appareils électroniques sont les plus sensibles au bruit de mode commun. Un transformateur d'isolement blindé est très efficace pour réduire le bruit de mode commun.

Un bruit de mode normal (ou transversal) existe entre les lignes "chaudes" et le neutre. Le bruit en mode normal est généralement également réduit avec un transformateur d'isolement blindé.

Fréquence de fonctionnement

Les régulateurs de tension et les conditionneurs de puissance sont disponibles en 50 ou 60 Hertz (fréquence) ou dans certaines unités plus petites à double fréquence (50 et 60 Hz). Les États-Unis, le Canada, le Mexique, Porto Rico, la Corée du Sud, Taïwan et les Philippines utilisent 60 Hz. L'Europe, la plupart de l'Asie, de l'Afrique et de l'Australie utilisent 50 Hz. Les pays d'Amérique latine et des Caraïbes sont un mélange de 50 et 60 Hz, selon le pays. Certains pays comme le Japon, l'Arabie saoudite et le Brésil utilisent les deux.

Dans la plupart des pays développés, la fréquence électrique s'écarte très peu de la norme. Un écart d'un demi pour cent serait considéré comme inhabituel. Pour cette raison, la fréquence de fonctionnement du conditionneur de puissance n'est généralement pas un problème. Dans les pays où les systèmes électriques sont très instables ou lors de l'utilisation d'un conditionneur d'alimentation derrière un générateur, la fréquence de fonctionnement peut devenir un problème. La plupart des conditionneurs d'alimentation ne corrigent pas la fréquence. Si une correction de fréquence est nécessaire, elle doit normalement être effectuée séparément en amont du conditionneur de puissance.

Traverser

Le terme "Ride through" dans l'usage général fait référence à la capacité d'un appareil à corriger ou à résister à un certain type de problème de qualité de l'alimentation. En règle générale, le passage à travers est utilisé en conjonction avec des affaissements ou des interruptions. Voir aussi Durée de correction.

Amortisseur

Un amortisseur est un type spécial de filtre qui bloque les transitoires haute fréquence et haute tension qui ne seraient généralement pas traités par d'autres moyens dans le conditionneur de puissance.

Suppression des surtensions

La suppression des surtensions protège le conditionneur d'alimentation et l'équipement en aval contre les "surtensions" importantes qui peuvent se produire lors d'événements transitoires du système tels que la foudre ou un dysfonctionnement de l'équipement de transmission/distribution. La suppression des surtensions est souvent réalisée avec des varistances à oxyde métallique (MOV), de l'oxyde de zinc ou des condensateurs de surtension.

Technologie

Les unités de transformateurs variables motorisés utilisent des moteurs pour déplacer ou réorienter physiquement le matériel à l'intérieur de l'unité afin de réguler la tension de sortie. Ces unités peuvent offrir une régulation très précise et une bonne capacité de surcharge, mais ont des temps de réponse très lents et, comme tous les systèmes mécaniques, nécessitent une maintenance ou un entretien régulier. Les changeurs de prise électroniques offrent une bonne régulation, des temps de réponse très rapides et n'ont pas de pièces mobiles, mais certaines unités (pas toutes) ont une capacité de surcharge très faible.