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20/12/2022 11:13 Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquenc

20/12/2022 11:13 Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquence variable (VFD) vers un moteur | Fluke https://www.fluke.com/fr/apprendre/blog/moteurs-variateurs-pompes-compresseurs/comment-mesurer-la-tension-de-sortie-d-un-variateur-a-frequ… 1/8 Accueil Apprendre Centre de ressources Fluke Moteurs, variateurs, pompes, compresseurs Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquence variable (VFD) vers un moteur Moteurs, variateurs, pompes, compresseurs (/fr/apprendre/blog/moteurs-variateurs-pompes- compresseurs), Maintenance + monitoring (/fr/apprendre/blog/maintenance-monitoring), Répara- tion (/fr/apprendre/blog/reparation) Lors du dépannage des signaux électriques dans un système de moteur/variateur, raisonnez en termes d'entrée par rapport à la sortie. Un variateur à fréquence variable (VFD) transforme le secteur d'entrée de la tension constante et la fréquence en une gamme de tension et de fré- quence qui peuvent varier pour contrôler le couple de moteur. Pour effectuer un dépannage au niveau de l'entrée, il faut commencer par tester la source d'alimentation et sa qualité. Pour effectuer un dépannage au niveau de la sortie, il faut commencer par mesurer la tension et la fréquence transformées. Cet article vous montre les étapes de la séquence de mesure pour évaluer les facteurs de sortie d'un VFD : Bus DC Tension / courant / fréquence de sortie Déséquilibre Rapport Volts/Hertz Réflexions de sortie 1 20/12/2022 11:13 Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquence variable (VFD) vers un moteur | Fluke https://www.fluke.com/fr/apprendre/blog/moteurs-variateurs-pompes-compresseurs/comment-mesurer-la-tension-de-sortie-d-un-variateur-a-frequ… 2/8 La Figure 1 illustre les composants du convertisseur AC vers DC de l'entrée VFD et le signal modulé de largeur d'impulsion de sortie, ainsi que la liaison DC entre les deux. Dans un VFD, l'onduleur de modulation de largeur d'impulsion (PWM) régule à la fois la tension et la fréquence vers le moteur. La tension et la fréquence vers le moteur varient en modulant la largeur d'impul- sion de sortie, effet obtenu en contrôlant le commutateur à semi-conducteur. Figure 1. Imaginez un système de moteur/variateur comme une unité composée de trois segments : entrée, sortie et charge ; cela vous aide à connaître les mesures et étapes de dépannage spécifiques à adopter dans chaque segment. Les diodes d'entrée fournissent un tampon DC constant à la section de l'onduleur de commuta- tion. Il équivaut à 1,414 fois le pic de la tension d'entrée. Le condensateur agit comme un filtre qui réduit l'ondulation dans la section DC. Les appareils de contrôle dans la section de l'onduleur sont généralement des transistors bipo- laires à porte isolée (IGBT), de nos jours, ils disposent de suffisamment d'énergie pour supporter des charges pouvant atteindre les 500 ch. Étape 1 : mesurer la tension du bus DC Figure 2. Connexion d'un oscilloscope pour mesurer la tension tampon DC positive et négative. 20/12/2022 11:13 Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquence variable (VFD) vers un moteur | Fluke https://www.fluke.com/fr/apprendre/blog/moteurs-variateurs-pompes-compresseurs/comment-mesurer-la-tension-de-sortie-d-un-variateur-a-frequ… 3/8 Figure 3. Ces deux écrans affichent un exemple de forme d'onde couplée DC et de forme d'onde couplée AC provenant d'un oscilloscope utilisé pour inspecter les tensions globales DC et d'ondulation Figure 4.Utilisez un oscilloscope avec des entrées électriquement isolées et conformes aux normes de sécu- rité pour effectuer des mesures différentielles sur les sorties triphasées. Figure 5. Mesurez le courant de chaque phase à l'aide de pinces de courant adaptées. Un oscilloscope peut être utilisé pour mesurer la valeur absolue d'une tension DC redressée ; lorsqu'il est couplé DC, il peut également être utilisé pour zoomer sur un signal pour visualiser l'étendue de l'ondulation (voir la Figure 2). Mesurez la tension du bus DC aux bornes + et - à l'aide de l'oscilloscope ou du multimètre numérique (DMM). Utilisez le couplage des entrées AC ou DC pour mesurer les tensions absolues ou d'ondulation. Assurez-vous que l'oscilloscope et la sonde ont la puissance appropriée à la mesure du ni- veau de tension. Interprétation des mesures sur le bus DC La tension du bus DC est relative à la tension de crête de l'entrée secteur. La tension du bus DC est égale à ~1,414 x la tension secteur efficace. Par exemple, pour un variateur de vitesse de 480 V AC, la tension du bus DC doit être égale à ~ 678 V DC. Une tension DC trop faible peut entraîner un déclenchement du variateur. C'est probable- ment dû à une tension d'entrée secteur trop faible ou à une onde sinusoïdale au niveau de l'entrée distordue par les sommets aplanis. Si les pics de l'ondulation ont un niveau répétitif différent, il est possible qu'une des diodes de redressement soit défectueuse (cela dépend de la charge). Les tensions fluctuantes su- périeures à 40 V peuvent être causées par un mauais foncitonnement des condensateurs ou par une capacité nominale du variateur de vitesse trop faible pour le moteur et la charge connectés (voir la Figure 3). 20/12/2022 11:13 Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquence variable (VFD) vers un moteur | Fluke https://www.fluke.com/fr/apprendre/blog/moteurs-variateurs-pompes-compresseurs/comment-mesurer-la-tension-de-sortie-d-un-variateur-a-frequ… 4/8 Étape 2 : mesurer la tension et le déséquilibre Utilisez un oscilloscope équipé d'une fonction VPWM connecté entre les trois bornes du moteur (voir la Figure 4). Comparez les relevés d'oscilloscope aux valeurs du variateur de vitesse. La chute de tension entre le variateur et les bornes du moteur ne doit pas dépasser 3 %. Un déséquilibre supérieur à 2 % est problématique. Utilisez un oscilloscope multivoie pour contrôler le déséquilibre de tension du moteur au ni- veau des trois phases de sortie. Mesurez la tension sur chaque borne et enregistrez la tension mesurée pour la prochaine étape. Mesurez le déséquilibre de tension à pleine charge. Étape 3 : mesurer le déséquilibre du courant Utilisez un oscilloscope avec une pince de courant sur les trois bornes de sortie du variateur de vitesse, séparément, pour mesurer l'absorption de courant au niveau de chaque borne (voir la Figure 5). Étant donné que la mesure de courant s'effectue dans un environnement à haut niveau d'énergie et électriquement bruyant, veillez à utiliser la pince de courant adéquate. Si la configuration des tests ne permet pas d'évaluer le déséquilibre automatiquement, consultez l'encadré « Calculer le déséquilibre manuellement ». Le niveau de déséquilibre ne doit pas dépasser 10 %. À chaque fois que le déséquilibre de tension atteint 1 %, le déséquilibre d'intensité au ni- veau du moteur est de 3 à 4 %. Si le déséquilibre de tension est faible, un déséquilibre d'intensité excessif peut indiquer un court-circuit au niveau d'un enroulement moteur ou d'une phase avec la terre. Généralement, le déséquilibre de courant pour les moteurs triphasés ne doit pas dépasser 10%. Un déséquilibre de tension peut provoquer un déséquilibre de courant. Si le déséquilibre de tension est compris dans des limites acceptables, tout déséquilibre de courant excessif détecté peut indiquer un court-circuit au niveau d'un enroulement moteur ou un court-circuit d'une des phases avec la terre. Étape 4 : rapport Volts/Hertz Le rapport de la tension sur la fréquence (mesurée en hertz) détermine le niveau de couple pro- duit par un moteur à induction AC. Un rapport constant maintient le champ magnétique à l'inté- rieur du moteur à un niveau constant. Il en résulte un couple constant. Au-dessus de la fréquence nominale de 60 Hz, la tension n'augmente plus et le couple décroît (voir Figure 6). 20/12/2022 11:13 Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquence variable (VFD) vers un moteur | Fluke https://www.fluke.com/fr/apprendre/blog/moteurs-variateurs-pompes-compresseurs/comment-mesurer-la-tension-de-sortie-d-un-variateur-a-frequ… 5/8 Figure 6. La tension et la fréquence dans des applications à puissance en chevaux variable et à couple constant peuvent être mesurées facilement pour vérifier la programmation correcte du variateur et le fonction- nement du moteur. Figure 7. Configuration pour connecter l'entrée de l'oscilloscope afin de mesurer la tension de sortie et une pince de courant afin de mesurer la fréquence de sortie. Figure 8. Notez les pics de tension sur le front descendant de ce signal à modulation de largeur d'impulsion (PWM) capturés par un oscilloscope. Pour mesurer le rapport volts/hertz, utilisez un multimètre numérique équipé d'une fonction VPWM, où VPWM reflète l'amplitude de la fréquence fondamentale, ou un oscilloscope. L'oscil- loscope doit afficher simultanément la fréquence de la sortie PWM (modulation de largeur d'im- pulsion) et une tension comparable aux indications de la plaque signalétique du moteur (voir la Figure 7). Utilisez une pince de courant pour mesurer la fréquence. Celle-ci doit être d'environ 7,6 pour un moteur de 460 V et d'environ 3,8 pour un moteur de 230 V. Étape 5 : réflexions de sortie Des réflexions se produisent à cause d'une désadaptation ou d'un changement d'impédance dans le trajet de transmission du courant (voir la Figure 8). Dans un circuit de variateur de vi- tesse, le pic de réflexion peut être aussi élevé que le niveau de tension du bus DC. 20/12/2022 11:13 Comment mesurer la tension de sortie d'un variateur à fréquence variable (VFD) vers un moteur | Fluke https://www.fluke.com/fr/apprendre/blog/moteurs-variateurs-pompes-compresseurs/comment-mesurer-la-tension-de-sortie-d-un-variateur-a-frequ… 6/8 On peut comparer ce phénomène avec ce qui se produit lorsque le débit d'eau d'un tuyau d'arro- sage est temporairement modifié par quelqu'un qui marche dessus. La pression de sortie du tuyau d'arrosage est modifiée et augmente lorsque la pression accumulée est relâchée. Utiliser un câble excessivement long (> 30 m) peut également se traduire par des réflexions sur la lon- gueur, uploads/Litterature/ comment-mesurer-la-tension-de-sortie-d-x27-un-variateur-a-frequence-variable-vfd-vers-un-moteur-fluke.pdf