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UNIBLOCK™ UBTD+
Onduleurs Dynamiques Diesel Hybrides
piller.com
Nothing protects quite like Piller

Siège social de Piller, Osterode, Germany
UNIBLOCK™ UBTD+
A propos de Piller
Depuis sa création par Anton Piller en 1909, la
société Piller est synonyme, avec ses machines
électriques, de la plus haute qualité et fiabilité.
Aujourd’hui, Piller Power Systems, de son siège en
Allemagne à l’ensemble de ses filiales, représentants
et distributeurs régionaux dans le monde entier, poursuit
cette tradition d’excellence dans le 21ème siècle.
Piller produit des onduleurs (ou ASI – Alimentations
Sans Interruption) dynamiques et statiques de
grande puissance ainsi que des convertisseurs de
fréquence. Une production 100% allemande, une
excellente technologie combinée à un support client
du plus haut niveau ont contribué mondialement à
faire de Piller la marque probablement la plus
respectée dans son domaine.
Dans le domaine des onduleurs, Piller occupe une
position unique, étant la seule société à disposer
de deux gammes complètes de produits, l’une en
technologie statique, l’autre en technologie dynamique.
Ceci donne à Piller un point de vue unique pour
conseiller ses clients sur la solution la plus
appropriée pour leur application particulière et s’il y
a lieu, fournir des systèmes complets “clé en main”.
UBTD+ de PILLER offre une très grande flexibilité
d’usage combinée avec une longue autonomie par
l’intégration d’un moteur thermique.
Le nouvel UNIBLOCK™ UBTD+
L’UBTD+ ne ressemble à aucun autre onduleur.
Combinant un moteur/générateur de conception
propriétaire, avec une inductance triport à mutuelle,
cet onduleur offre une solution très simple et très
fiable de sécurisation de l’alimentation. La technologie
employée est extrêmement robuste, elle permet un
encombrement réduit et une durée de vie sans
dégradation des performances de plus de 20 ans.
Les UBTD+ peuvent être utilisés dans des
environnements normaux ou difficiles avec n’importe
quel type de charge, jusqu’à 40 MW. De multiples
configurations systèmes sont possibles. La mise en
parallèle est simple, les extensions modulaires faciles,
avec des incréments de 500 kW à 2,25 MW.
Piller Power Systems est une filiale à part entière du
groupe multi-disciplinaire d’ingénierie anglais, Langley
Holdings plc. (www.langleyholdings.com)
Une puissance sécurisée, 24 heures sur 24,
sur tous les continents
Partout dans le monde, des process électriques
et électroniques complexes gouvernent notre
production, nos services, le management des
données et les communications. Pour maintenir la
sécurité (hôpitaux, aéroports) ou la compétitivité à
l’heure de marchés mondialisés, les systèmes
doivent être efficaces 24 heures sur 24.
Cependant, les besoins varient de façon significative.
Dans certains cas, la priorité est à la stabilisation
de l’alimentation et seule une courte autonomie est
demandée. Dans d’autres cas, des charges
industrielles exigent des alimentations capables
de fournir de fortes intensités en crête, avec
une distribution en moyenne tension (HTA) sur des
sites étendus.
La solution est de sécuriser l’énergie par l’utilisation
d’alimentations sans interruption (UBTD+) dont le
seul et unique but est de fournir en continu une
haute qualité d’énergie. L’onduleur UNIBLOCK™
Les UBTD+ peuvent être configurés:
n En basse ou Moyenne Tension (HTA)
n Avec accumulateur(s) cinétique(s)
ou batterie
n Refroidis par air ou par eau glacée
n En version container
n Avec temporisation à plusieurs
secondes (ou plus) du démarrage
diesel sur coupure secteur
n Avec une gestion de puissance
sophistiquée
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M/G M/G
By-pass
POWERBRIDGE™UNIBLOCK™
Inductance de couplage
By-pass
UNIBLOCK™
Batterie Moteur
Diesel
Inductance de couplage
Secours critique
Le principe de fonctionnement – Hybride
La charge est normalement alimentée par le secteur
via une inductance triport qui a un double rôle
d’isolement (vis-à-vis des défauts secteurs) et de
couplage. En amont la machine est vue comme
ayant un courant d’entrée presque parfaitement
sinusoïdal. Cela est obtenu sans utiliser le moindre
condensateur de puissance, éliminant ainsi une
cause fréquente de panne.
Le moteur/générateur conditionne en permanence
le courant et agit comme une source de puissance
réactive. En cas de défaut aval lors d’une coupure
secteur, le moteur/générateur devient source de
courant, sa puissance de court-circuit assure la
sélectivité en toutes circonstances sans qu’il soit
besoin de basculer sur bypass.
En cas de coupures brèves du secteur, la charge
est alimentée par la réserve d’énergie, via un étage
onduleur basse fréquence extrêmement robuste,
composé de thyristors commutés à 50Hz. C’est cette
combinaison onduleur et moteur/générateur qui
donne lieu à l’appellation « hybride » et permet aux
UBTD+ d’atteindre leur très haut niveau de fiabilité.
La réserve d’énergie peut être soit une batterie, soit un
accumulateur cinétique Powerbridge. Il faut noter que
seul PILLER propose ce choix de la réserve d’énergie.
En cas de coupure prolongée, le moteur thermique est
démarré (à vide car le moteur/générateur est déjà
en rotation à 1500 tours/min). Lorsqu’il atteint la
vitesse de synchronisme avec le moteur/générateur,
l’embrayage de type roue libre se ferme mécanique-
ment (pas de dépendance vis-à-vis d’une alimentation
électrique) et la charge est progressivement
transférée au diesel. Une fois celle-ci reprise,
l’accumulateur cinétique ou la batterie sont à leur
tour rechargés par le diesel. Les onduleurs
UNIBLOCK™ UBTD+ offrent un rendement excep-
tionnellement élevé.
Le Moteur-Générateur UNIBLOCK™
Au coeur de chaque ASI dynamique PILLER, se trouve
un UNIBLOCK™ combinant moteur et générateur,
en une unique machine triphasée synchrone. Les
enroulements moteurs et générateurs sont incorporés
dans un stator commun et sont excités par un rotor
commun. Sur le rotor, un bobinage « cage d’écureuil »
absorbe les harmoniques courant, indépendamment
du courant ou du facteur de puissance de la charge.
Le transfert d’énergie du moteur au générateur se
fait via un couplage magnétique direct, sans perte
et sans conversion électro-mécanique. L’UNIBLOCK
™
peut supporter des charges très importantes et est
de conception très robuste et performante.
Fiabilité
La conception sans condensateurs de puissance
élimine le composant avec le plus fort taux de
panne à la source de nombreux incidents, parfois
catastrophiques, sur les onduleurs classiques. Le
moteur/générateur est également très résistant aux
dommages que pourraient causer une surcharge ou
n’importe quel type de défaut électrique. Il n’utilise
ni bagues ni balais et ne fait pas appel à un jeu
complexe de roulements. Les ventilateurs électriques
sont éliminés par les pales situées en bout d’arbre
de l’UNIBLOCK™, qui assurent naturellement la
ventilation de la machine. L’électronique de contrôle,
qui est souvent le talon d’Achille des machines
modernes, est redondante.
Enfin, comparé à un système combinant groupe
électrogène d’une part et onduleurs d’autre part,
la fonction normal/secours est assurée par
l’embrayage mécanique, infiniment plus fiable que
l’habituelle combinaison d’organes de couplages et
d’automates de contrôle.
Ces facteurs se combinent pour donner aux
onduleurs UBTD+ une fiabilité inégalée.
Amélioration de la qualité du courant
L’UBTD+ compense les creux de tension jusqu’à
-50% sans se déconnecter du secteur et jusqu’à -30%
sans faire appel à sa réserve d’énergie. L’onduleur
UBTD+ gère facilement des charges totalement
non linéaires ainsi que des impacts de charge de
100%, tout en maintenant une sortie stable.
Agissant comme un filtre bi-directionnel, la combin-
aison inductance triport et moteur/générateur élimine
99% des harmoniques entre charge et source.
UBTD+ avec accumulateur cinétique POWERBRIDGE™.UBTD+ avec batterie externe.
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UNIBLOCK™ UBTD+
Correction du facteur de puissance
Cette correction est naturelle pour l’UBTD+. La
combinaison moteur/générateur et inductance triport
compense les facteurs de puissance trop réactifs
pour que, quelque soit le niveau de charge, le
fournisseur d’électricité voit un cos phi unitaire ou
très proche de 1. Ceci signifie l’absence de pénalités
tarifaires, l’économie de l’achat de compensateurs et
la possibilité de dimensionner les groupes
électrogènes sans surpuissance inutile par rapport
à celle des onduleurs.
Sélectivité et élimination des défauts
Grâce à une impédance transitoire très basse, qui
approche celle d’un transformateur d’alimentation,
l’UBTD+ dispose d’une forte puissance de court-
circuit intrinsèque. Concrètement, cela veut dire que
l’UBTD+ n’a pas besoin de faire appel au secteur
pour éliminer un défaut. Est ainsi éliminé le passage
sur bypass auquel ont recours les onduleurs de
technologie statique en cas de court-circuit aval et
du même coup, une source fréquente de perte de
charge. De même, en cas de marche sur groupe
Caractéristiques UNIBLOCK™ UBTD+
n Des modules de 500kW à 2700kW
(2250 kW en 50 Hz)
n Mise en parallèle jusqu’à 40MW
n Disponible en Basse ou Moyenne Tension
n Une fiabilité inégalée (MTBF hors by-pass
supérieure au million d’heures)
n Un très haut rendement, jusqu’à 97% en
fonctionnement on-line à pleine charge,
accumulateur cinétique inclus.
n Gestion Economique de Puissance en
marche parallèle
n Une autonomie sur accumulateur
cinétique plus de trois fois supérieure à
celle des autres systèmes disponibles
sur le marché, combinée au temps de
recharge le plus court
n Le choix de la réserve d’énergie
(batterie ou accu cinétique)
n Alimentations redondantes intégrées
d’origine
n Facteur de crête illimité et capacité impact
de charge à 100% même sur GE
n Elimination des courts-circuits sans
appel au by-pass (Icc de 14 In même en
absence secteur)
n Facteur de puissance en entrée très
proche de 1
n Neutralisation bi-directionnelle à 99%
des harmoniques
n Encombrement réduit : le plus fort ratio
kW/m2 du marché
n Maintenance simple
Rotor commun avec cage
d’écureuil pour filtration
des harmoniques
Enroulements moteur et générateur
dans un stator commun
Excitation
sans balai
Pales de
ventilatiom
Roulement
Roulement
électrogène, l’UBTD+ saura, seul, éliminer le défaut
sans solliciter le groupe ni causer son effondrement.
Maintenance simple
Aucun composant de l’UBTD+ ne requiert de
retour usine et les exigences de maintenance sont
inférieures à celles de la plupart des solutions
alternatives. L’absence de condensateurs de
puissance ou de ventilateurs simplifie ainsi
grandement la maintenance et diminue son coût.
La durée de vie des UBTD+ excède facilement les
20 ans, et ceci sans dégradation des performances.
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Roulement supérieur
Excitation sans balai
Moteur principal
Volant d’inertie
Roulement inférieur
Le choix de la réserve d’énergie
L’option POWERBRIDGE™
Piller propose une option sans batteries qui permet
de réduire l’encombrement global et maximise la
densité de puissance. Avec un POWERBRIDGE™,
la quantité d’énergie disponible est connue avec
certitude à chaque instant, il n’y a pas à se
préoccuper de coûts de recyclage ou de
remplacement. Les POWERBRIDGEs™ peuvent
absorber l’énergie au même taux qu’ils peuvent la
dissiper. Cela signifie une stabilité de fréquence
sans égal dans des conditions de charge
dynamique. Cela signifie également que la recharge
est très rapide. Potentiellement aussi rapide que la
décharge, elle est habituellement réglée à 4 fois le
temps de décharge (par exemple 48 secondes de
recharge pour une décharge de 12 secondes) pour
ne pas surcharger les capacités du réseau
d’alimentation de la machine.
Les Powerbridges sont disponibles en version 6,
16 et 21 mégaJoules ou mégaWattsecondes.
Cette autonomie importante – triple de celle des
solutions alternatives – réduit au minimum les
sollicitations des groupes électrogènes et permet,
en cas de coupure longue, de procéder à un
démarrage normal des groupes sans l’aide de
dispositifs spéciaux, sources de fatigue du matériel.
Option batterie
L’UNIBLOCK™ UBT+ est également disponible avec
une batterie comme réserve d’énergie. Le rendement
d’une solution batterie est supérieur à ceux de
solutions utilisant un accumulateur cinétique de
puissance similaire. Cet avantage se paie par un
encombrement supérieur et une durée de vie
moindre : en plus de 20 ans la batterie aura à être
remplacée au minimum deux fois alors que
l’accumulateur cinétique n’a, lui, pas à être remplacé.
Comme tous les onduleurs de la gamme
UNIBLOCK™, les UBTD+ maximisent la durée de
vie des batteries en les protégeant des ondulations
issues des redresseurs et des mutateurs. De plus,
l’énergie cinétique intrinsèque à l’UNIBLOCK™
permet de couvrir les micro-coupures sans solliciter
les batteries, ce qui contribue également à
augmenter leur durée de vie.
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