Simuler un variateur de fréquence à 12 impulsions à l'aide de deux variateurs de fréquence à 6 impulsions

De nombreux fabricants de variateurs de fréquence (VFD) proposent actuellement des VFD à 18 impulsions qui sont conformes à la norme IEEE-519 THDi si le point de couplage commun (PCC) est défini comme étant le VFD lui-même. L'utilisation d'une méthode qui permet une annulation légèrement inférieure, appelée 12 impulsions, peut aider à respecter la norme IEEE-519 lorsque le PCC est défini comme étant l'entrée de service utilitaire plus traditionnelle. Les utilisateurs peuvent utiliser deux VFD 6 impulsions standard sur un transformateur 12 impulsions dédié ou reproduire cet effet en combinant des transformateurs de variateur de vitesse standard delta-étoile avec delta-delta ou delta-zig/zag (0^o) sur des VFD alternatifs.

En utilisant deux transformateurs, le transformateur delta-étoile décale de 30^o l'angle de phase de l'alimentation électrique du VFD. Cela a pour effet de décaler les harmoniques du VFD et, par sommation avec le deuxième transformateur connecté à zéro degré (0^o), la plupart des 5e, 7e, 17e et 19e harmoniques sont annulées, à condition que les deux VFD aient des charges équivalentes. Un transformateur 12 impulsions dédié possède deux enroulements secondaires qui ont le même effet que l'utilisation d'un transformateur delta-delta/delta-zig/zag et delta-étoile avec deux VFD. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de l'utilisation de deux VFD ou plus pour simuler une application 12 impulsions afin d'obtenir une atténuation correcte du THD.

1. Les VFD doivent être du même fabricant et du même modèle. Les VFD de fabricants et de modèles différents peuvent avoir des niveaux harmoniques légèrement différents à une fréquence et une charge données. Une application à 12 impulsions doit avoir des fréquences et des niveaux harmoniques équivalents pour que les harmoniques s'annulent.2.
2. Les VFD doivent être de taille égale et, dans l'idéal, partager des charges similaires. Une application où les charges varient considérablement entre les deux VFD sur le circuit à 12 impulsions peut ne pas annuler efficacement le courant harmonique.
3. Lorsque des transformateurs delta-delta et delta-étoile/delta-zigzag séparés sont utilisés, ils doivent avoir des impédances équivalentes. L'application et la nécessité d'impédances équivalentes doivent être spécifiées lors du processus de devis. En cas d'adaptation à un transformateur existant, son impédance doit également être spécifiée. Il est important que les tensions secondaires soient égales et que leurs impédances restent équivalentes à une charge donnée. 
4. Si vous utilisez deux transformateurs, ils doivent se trouver à proximité l'un de l'autre. De préférence, les distances entre les VFD et le ou les transformateurs, ainsi qu'entre les deux transformateurs et le PCC, doivent être équivalentes en termes de longueur et de taille des câbles. Il est également important que les distances entre les VFD et le ou les transformateurs soient égales si vous utilisez un transformateur 12 impulsions dédié. Les harmoniques ne se propagent pas de manière linéaire dans un système électrique et des longueurs de câble communes permettent de faire correspondre les harmoniques produites par chaque VFD.

Le non-respect des suggestions ci-dessus peut réduire l'efficacité de votre application à 12 impulsions. Hammond Power Solutions peut fournir une gamme complète de transformateurs basse et moyenne tension à 12 impulsions ou delta-delta/delta-zig/zag/delta-étoile pour votre application.

Figure 10 : Directives d'application Rockwell pour un fonctionnement à 12 impulsions of PowerFlex 750-Series AC Drives

Pour plus d'informations, voir :

https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/at/750-at003_-en-p.pdf