Quels sont les différents types d'onduleurs selon leur principe de fonctionnement ? On distingue trois catégories d'onduleurs : de secours, en ligne et interactifs. Leurs performances, de la plus élevée à la plus faible, sont les suivantes : onduleur en ligne à double transformation, onduleur interactif et onduleur de secours. Le prix est généralement proportionnel aux performances. Comprendre le mode de fonctionnement d'un onduleur permet d'en optimiser la maintenance quotidienne.
Quels types d'alimentations UPS sont classés selon leur principe de fonctionnement ?
L'alimentation sans coupure (UPS) est ce que l'on appelle souvent un système d'alimentation sans interruption. Elle fonctionne selon les trois modes suivants :
1. L'alimentation de secours UPS est directement fournie par le réseau électrique à la charge lorsque celui-ci est opérationnel. En cas de surcharge ou de coupure de courant, l'alimentation bascule sur l'onduleur de batterie via un convertisseur. Ce système se caractérise par une structure simple, un faible encombrement et un coût réduit, mais sa plage de tension d'entrée est étroite, sa tension de sortie est relativement stable mais peu précise, il présente un temps de commutation et le signal de sortie est généralement carré.
Alimentation sans coupure (UPS) à onde sinusoïdale de secours : la puissance de sortie de l’unité peut être de 0,25 kW à 2 kW. Lorsque la tension du réseau varie entre 170 V et 264 V, l’UPS prend le relais.
2. L'alimentation sans coupure (UPS) interactive en ligne est directement fournie par le réseau électrique à la charge lorsque celui-ci est normal. En cas de tension secteur basse ou élevée, le régulateur de tension interne de l'UPS prend le relais. En cas de dysfonctionnement ou de coupure de courant, l'alimentation bascule sur un onduleur de batterie via un convertisseur. Ce type d'alimentation se caractérise par une large plage de tension d'entrée, un faible niveau sonore et un encombrement réduit, mais présente un temps de commutation.
L'alimentation UPS interactive en ligne possède une fonction de filtrage, une forte capacité anti-interférences urbaines, un temps de conversion inférieur à 4 ms et une sortie d'onduleur à onde sinusoïdale analogique ; elle peut donc être équipée de serveurs, de routeurs et d'autres équipements réseau, ou utilisée dans des zones à environnement électrique difficile.
3. Un système d'alimentation sans coupure (UPS) en ligne fonctionne lorsque le réseau électrique est opérationnel, fournissant ainsi la tension continue à l'onduleur qui alimente la charge. En cas de coupure de courant, l'onduleur prend le relais sur batterie et reste en fonctionnement continu pour garantir une alimentation ininterrompue. Ce système se caractérise par une très large plage de tension d'entrée, un temps de commutation quasi nul, une tension de sortie stable et de haute précision, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications exigeant une forte puissance. Cependant, son coût est relativement élevé. Actuellement, la quasi-totalité des systèmes d'alimentation sans coupure d'une puissance supérieure à 3 kVA sont des systèmes en ligne.
La structure d'alimentation d'un onduleur en ligne est complexe, mais offre des performances parfaites et peut résoudre tous les problèmes d'alimentation électrique, comme par exemple la série d'onduleurs à quatre voies, capable de fournir un courant alternatif sinusoïdal pur en continu et sans interruption, et de résoudre tous les problèmes d'alimentation tels que les pics, les surtensions et la dérive de fréquence ; nécessitant un investissement important, il est généralement utilisé dans l'environnement électrique exigeant des équipements critiques et des centres de réseau.
Quatre modes de fonctionnement d'un onduleur
En fonction des besoins d'utilisation, l'alimentation sans interruption (UPS) peut être convertie en quatre modes de fonctionnement différents : mode de fonctionnement normal, mode de fonctionnement sur batterie, mode de fonctionnement en mode bypass et mode de maintenance en mode bypass.
1. Fonctionnement normal
En temps normal, le principe de fonctionnement d'un système d'alimentation sans interruption (UPS) consiste à convertir le courant alternatif en courant continu lorsque le réseau électrique est normal, puis à charger la batterie pour une utilisation en cas de coupure de courant. Il convient de souligner qu'en cas de panne de courant, si la tension est trop basse ou trop élevée, une surtension instantanée peut affecter la qualité de l'alimentation et le fonctionnement normal des équipements. Le système UPS, quant à lui, assure une alimentation stable et propre aux équipements en charge.
2. Opération de dérivation
Lorsque le réseau électrique fonctionne normalement, en cas de surcharge de l'alimentation de l'onduleur, de commande de dérivation (manuelle ou automatique), de surchauffe de l'onduleur ou de panne machine, l'onduleur bascule généralement sa sortie vers une sortie de dérivation, c'est-à-dire qu'il est alimenté directement par le réseau. La phase de la fréquence de sortie de l'onduleur devant être identique à celle du réseau en mode de dérivation, la technologie de synchronisation par verrouillage de phase est utilisée pour garantir cette synchronisation.
3. Maintenance de dérivation
Lors de la réparation de l'alimentation de secours de l'onduleur, le réglage manuel du bypass garantit l'alimentation normale des équipements. Une fois la maintenance terminée, l'onduleur redémarre et reprend son fonctionnement normal.
4. batterie de secours
En cas de coupure de courant, l'onduleur convertit le courant continu stocké dans la batterie en courant alternatif. L'alimentation de l'onduleur est alors assurée par la batterie, et l'onduleur continue de fournir de l'énergie à la charge, garantissant ainsi une alimentation électrique continue.
Ci-dessus figure la classification des alimentations sans interruption (UPS). Une alimentation sans interruption est un dispositif d'alimentation spécial conçu pour assurer la sécurité des appareils électroniques. En fonctionnement normal, elle stabilise la tension et garantit ainsi la sécurité de l'alimentation électrique. En cas de coupure de courant, elle convertit l'énergie électrique résiduelle en tension de référence pour fournir une alimentation de secours.
Date de publication : 10 juillet 2023
