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L’idée de base est simple. Le circuit intermédiaire est initialement mis sous tension à l’aide du
circuit de charge.
Considérons maintenant que S1 (en réalité un transistor IGBT) est fermé. Un courant I1
circule et la bobine L charge de l’énergie. Si S1 est ouvert, l’énergie de L sera transférée vers
C par le courant I2. En raison de l’effet de tension inductive, la tension Udc augmente jusqu’à
Udc = U + UL. S1 est commuté de telle sorte que Udc reste constante, indépendamment de
la tension U ou de la charge du circuit intermédiaire (charge du moteur).
En commutant S1 à une haute fréquence d’horloge (3kHz), nous obtenons une bonne
régulation de Udc et un courant d’entrée parfaitement lisse. Le filtre Clean Power filtre toutes
les harmoniques de rang supérieur et ne laisse passer que la fréquence fondamentale.
Avantages et caractéristiques d’un système AFE
Distorsion harmonique
prenez une loupe
Lors de l’utilisation d’un AFE, les courants du réseau présentent une forme sinusoïdale quasi
pure, tant en mode moteur que générateur. On peut même dire que la régulation AFE pilotera
les IGBT de manière à réduire pratiquement à zéro la déformation de la tension harmonique.
C’est le « CLEAN POWER ». La fig. 6 vous montre une comparaison entre des systèmes à 6
impulsions, à 12 impulsions et des systèmes AFE. Le résultat est sans appel.
La pollution harmonique est tellement réduite que la THD reste dans les limites des normes
les plus strictes, même sur des réseaux très faibles. En raison de la faible pollution
harmonique, des grands systèmes AFE peuvent également être alimentés par un
transformateur de distribution « low-cost » standard, sans déclassement.
Microcoupures de commutation
De quoi parlez-vous ?
En utilisant des transistors IGBT à commutation rapide avec une commutation forcée, les
systèmes AFE ne connaissent pas de microcoupures de commutation.
Fonctionnement régénérateur
100% et fiable
L’AFE est de manière intrinsèque un système à 4 quadrants autorisant un fonctionnement
tant en entraînement qu’en freinage avec récupération d’énergie à 100%. La transition du
mode moteur vers le mode générateur est contrôlée et « douce ». Il n’y a aucun temps mort
durant la commutation comme nous en rencontrons avec les systèmes conventionnels
(entraînements AC et DC).
L’AFE de Siemens résiste aussi aux soudaines chutes de tension du réseau en mode
générateur. Il n’est pas possible de basculer les onduleurs comme décrit ci-dessus. Voilà
pourquoi l’AFE convient parfaitement pour une mise en oeuvre dans des réseaux très faibles
et/ou peu fiables.
Fluctuations de la tension du réseau
Laissez venir…
Comme nous l’avons déjà dit, un AFE peut maintenir la tension du circuit intermédiaire
constante, même lorsque la tension du réseau baisse. Un pilotage parfait des IGBT de l’AFE
permet de booster la tension du réseau. En principe, un AFE de Siemens peut même
maintenir à niveau la tension du circuit intermédiaire avec 5% de la tension du réseau
nominale (par exemple 20VAC). De ce fait, la performance du moteur reste optimale, quelles
que soient les conditions.
Si l’AFE doit travailler pendant de longues périodes à une tension de réseau réduite sous
pleine charge, il est nécessaire d’en tenir compte lors du dimensionnement du système AFE.
Compensation du cos phi
ça ne s’arrête plus…