produits vacon nx pour systemes d`entrainement sur bus continu

1
produits vacon nx
pour systemes d’entrainement
sur bus continu commun

2
fr4 fr6 fr7 fr8
INU INU INU BCU
333
22 2
222 2
2333
souplesse de configuration
Vacon propose une gamme exhaustive de produits pour systèmes d’entraînement sur bus continu com-
mun (bus c.c.) : convertisseurs réseau, onduleurs et hacheurs de freinage sur résistances. Couvrant la
gamme complète de puissances de 1 à 2000 kW, 380 Vc.a. à 690 Vc.a., tous ces produits exploitent la
plate-forme technologique Vacon NX.
Un très grand nombre de confi gurations est possible. Dans une solution type sur bus c.c., l’énergie des
entraînements en mode freinage est directement ré-utilisée par les entraînements en mode moteur.
NFE * FFE * AFE *
Bus continu commun
* 3 types de module FE possibles

3
fi9 fi10 fi12 fi13
une gamme exhaustive
Convertisseurs réseau
Les convertisseurs réseau redressent la tension et le courant al-
ternatifs d’entrée en tension et courant continus. Le courant cir-
cule du réseau vers le bus c.c. (et inversement dans certains cas).
Le convertisseur AFE (Active front-end) est un convertisseur de
puissance bidirectionnel (freinage régénératif) placé côté réseau
d’un système d’entraînement sur bus c.c. Un fi ltre LCL est placé
à l’entrée réseau. Ce convertisseur est destiné aux applications
exigeant un très faible niveau d’émissions harmoniques sur le
réseau. L’AFE est capable d’élever la tension du bus c.c. (assi-
gnée +10%) au-delà de sa valeur nominale (1,35x UN). Il nécessite
un circuit de précharge externe mais aucune mesure addition-
nelle externe pour fonctionner. Les modules AFE peuvent être
raccordés en parallèle sans interconnexion spéciale. Enfi n, ils
peuvent être reliés au même bus de terrain que les onduleurs
pour être commandés et surveillés à distance.
Le convertisseur FFE (Fundamental front-end) est un conver-
tisseur de puissance bidirectionnel (freinage régénératif) placé
côté réseau d’un système d’entraînement sur bus c.c. Il s’ap-
parente à un pont de diodes (mode moteur) et à un pont de thy-
ristors en montage antiparallèle (mode générateur). Dans ce
convertisseur, les thyristors sont remplacés par des IGBT et
une self externe spécifi que est placée à l’entrée réseau. Le FFE
constitue un pont redresseur pour les applications exigeant le
renvoi d’énergie du bus c.c. sur le réseau avec un niveau «usuel»
d’émissions harmoniques. Comparé aux ponts de thyristors en
montage antiparallèle, il offre plusieurs avantages : absence
d’autotransformateur (pour une tension nominale du bus c.c. de
1,35xUN), tension moteur maxi identique à la tension réseau sans
autotransformateur, fonctionnement contrôlé en cas de perturba-
tion réseau ou micro-coupure, et liste de pièces détachées iden-
tiques à celle de l’onduleur de même taille. Le FFE nécessite un
circuit de précharge externe. Enfi n, il peut être relié au même bus
de terrain que les onduleurs pour être commandé et surveillé à
distance.
Le convertisseur NFE (Non-regenerative front-end) est un
convertisseur de puissance unidirectionnel (pas de freinage ré-
génératif) placé côté réseau d’un système d’entraînement sur
bus c.c. Combinant diodes et thyristors, il fonctionne en pont
de diodes. Une self externe spécifi que est placée à l’entrée ré-
seau. Conçu pour alimenter un bus c.c., le module NFE constitue
un pont redresseur pour les applications autorisant un niveau
«usuel» d’émissions harmoniques sans renvoi d’énergie sur le
réseau. Aucun circuit de précharge externe n’est requis car cel-
le-ci est réalisée au travers des thyristors intégrés. Les modu-
les NFE peuvent être raccordés en parallèle sans interconnexion
spéciale.
Onduleur
L’onduleur INU (Inverter unit) est un convertisseur de puissance
bidirectionnel. Raccordé au bus c.c., il alimente et commande les
moteurs c.a. Un circuit de précharge est nécessaire lorsqu’il doit
être raccordé au bus c.c. alors qu’il est déjà sous tension. Ce
circuit de précharge c.c. est intégré dans les coffrets onduleurs
jusqu’à 75 kW (tailles FR4 à FR8) et est externe pour les puissan-
ces supérieures (tailles FI9 à FI14).
Hacheur de freinage
Le hacheur de freinage BCU (Brake chopper unit) est un conver-
tisseur de puissance unidirectionnel qui renvoie l’énergie de frei-
nage excédentaire du bus c.c. sur des résistances externes, qui
la dissipe sous forme de chaleur. En utilisant deux résistances
de freinage, vous doublez l’énergie de freinage du hacheur.

4
NFE
3
2
2
3
INU
2
3
INU
2
3
INU
NFE
3
2
2
2
BCU
2
3
INU
2
3
INU
2
3
INU
3
2
2
3
INU
2
3
INU
2
3
INU
AFE
&&%
).5 ).5
).5
selection des convertisseurs reseau
Les produits Vacon pour systèmes d’entraînement sur bus c.c. permettent d’élaborer toutes les solu-
tions avec une architecture très souple.
Un module NFE + plusieurs modules INU
• puissance réseau faible, Préseau ≤ ∑PINU
• applications : petites lignes d’enroulage/déroulage,
arrêt d’urgence en roue libre
Plusieurs modules NFE + plusieurs modules INU + BCU
• puissance réseau élevée, Préseau ≤ ∑PINU , freinage de
faible puissance et de courte durée
• applications : lignes sectionnelles, MAP (partie sèche),...
Un module FFE + plusieurs modules INU
• puissance réseau élevée, -Pfreinage ≈ +Pmoteur, Préseau ≤ ∑PINU
• applications : lignes sectionnelles, MAP,...
Un module AFE + un module INU
• très faible niveau d’émissions harmoniques,
-Pfreinage ≈ +Pmoteur, Préseau ≤ ∑PINU
• pour toutes applications
Les convertisseurs réseau Vacon sont sélectionnés en fonction des besoins de puissance moteur (et éventuellement de freinage) ainsi
que du niveau admissible d’émissions harmoniques. Nous illustrons ci-dessous des confi gurations typiques de systèmes.

5
NFE FFE AFE Convertisseur réseau
Convertisseur réseau
non régénératif
Convertisseur
réseau fondamental
Convertisseur réseau actif régénératif traditionnel *)
Dispositif d’entrée Self (L) Self (L) Filtre (LCL) Self ou autotransformateur (L)
Type de pont Diodes/thyristors IGBT, deux niveaux IGBT, deux niveaux Thyristors en montage
antiparallèle
Commande Pont mixte Fréquence de découpage
moyenne proche de la
fréquence réseau
Modulation haute fré-
quence (1,5 à 3,6 kHz)
Commandé selon un
angle d’allumage
Sens de circulation du courant Unidirectionnel Bidirectionnel Bidirectionnel Bidirectionnel
Précharge Courant constant Circuit externe Circuit externe Généralement interne
Tension continue Nominale
(environ 1,35 * UN)
Nominale
(environ 1,35 * UN)
Régulée à +10 % de
valeur nominale (environ
110 % de 1,35 * UN)
Tension c.c. inférieure pour
conserver une marge de
commutation (ex., 17 % si
environ 83 % de 1,35 * UN)
ou autotransformateur
sur pont régénératif
Tension moteur Identique à la
tension réseau
Identique à la tension réseau Identique à la tension réseau
Peut être supérieure à la
tension réseau en utilisant
la fonction d’élévation
de la tension c.c.
Inférieure à la tension réseau
sans autotransformateur
Taux THD (distorsion
harmonique totale)
(courant)
Identique à pont en alimen-
tation 6 pulses, ~ < 40 %
Identique à pont en alimen-
tation 6 pulses, ~ < 40 %
<5% Identique à pont en alimen-
tation 6 pulses ou supérieur
Raccordement en parallèle oui non oui non
12, 18 ou 24 pulses 12, 18 ou 24 pulses 12, 18 ou 24 pulses
*) Convertisseur réseau régénératif traditionnel (également appelé pont de thyristors en montage antiparallèle) non proposé par Vacon.
configurations types
AFE
L1
L2
L3
-F1
-K4 -F4
-L1
-K5
-V4
-R4
-F2
-U1
DC+
DC-
convertisseur réseau ffe
convertisseur réseau nfe
L1
L2
L3
-F
1
-K4
-
F4
-
L1
-
K
5
-
V4
-R4
-F
2
-
U1
D
C+
D
C
-
convertisseur réseau afe
onduleur (fr4-fr8) onduleur (fi9-fi14) hacheur de freinage