Pourquoi le convertisseur de fréquence ne peut-il pas être utilisé avec un dispositif de protection contre les fuites ?

Introduction

Dans le monde de l'automatisation industrielle, convertisseurs de fréquence (communément appelé variateurs de fréquence ou Entraînements à fréquence variable (EFV)) sont des composants clés utilisés pour réguler la vitesse des moteurs et optimiser l'efficacité énergétique. Si vous connaissez les automates programmables industriels (API), vous savez probablement que les convertisseurs à fréquence variable sont largement utilisés dans les milieux industriels. Cependant, une règle d'or s'applique à l'utilisation d'un variateur de vitesse est qu'il ne doit jamais être associé à un dispositif de protection contre les fuites standard. Malgré cela, certains utilisateurs tentent encore d'installer une protection contre les fuites avec leur onduleur VFDIl s'avère que dès que l'onduleur démarre, la protection contre les fuites se déclenche et l'ensemble du système ne fonctionne pas. Pourquoi cela se produit-il ? Et que peut-on faire si les deux sont déjà installés ?

Pourquoi le dispositif de protection contre les fuites fonctionne-t-il lorsque l'onduleur est démarré, alors que le système ne peut pas fonctionner du tout ?

La fonction première d'un protecteur contre les fuites est de détecter les défauts de mise à la terre en surveillant les courants de neutre et de phase du système. Dans des conditions normales, le dispositif de protection contre les fuites s'attend à ce que la somme de ces courants soit nulle (courant homopolaire). Cependant, lors de l'utilisation d'un convertisseur de fréquencemais ce n'est presque jamais le cas.

Entraînements à fréquence variable La puissance de sortie du moteur est modulée en largeur d'impulsion (PWM), ce qui génère des impulsions électriques à haute fréquence. Ces impulsions interagissent avec les câbles du moteur, créant un effet capacitif entre les câbles et la terre. Lorsque des câbles blindés sont utilisés, cet effet est encore plus prononcé. Au fur et à mesure que le entraînement à fréquence variable Les condensateurs du système se chargent et se déchargent en permanence, ce qui entraîne des courants de fuite dans la terre. Ces courants reviennent ensuite vers l'onduleur par le fil de terre, formant une boucle de courant complète.

Le dispositif de protection contre les fuites, qui détecte ce courant de fuite, l'interprète comme un défaut et arrête immédiatement le système pour éviter les risques potentiels. En réalité, le système fonctionne correctement, mais le courant de fuite à haute fréquence perturbe le protecteur de fuite standard. Le système ne peut donc pas fonctionner tant que le dispositif de protection contre les fuites est en place. C'est pourquoi il faut éviter d'associer un dispositif de protection contre les fuites standard à un dispositif de protection contre les fuites à haute fréquence. convertisseur à fréquence variable. Pour la sécurité, il suffit de s'assurer que l'équipement est correctement mis à la terre.

Que faire en cas d'installation d'un dispositif de protection contre les fuites et d'un onduleur ?

Si vous avez déjà un convertisseur de fréquence et qu'une protection contre les fuites est installée dans votre système, vous pouvez être confronté à des déclenchements fréquents, qui empêchent le système de fonctionner. Heureusement, il existe plusieurs solutions à ce problème :

Régler la sensibilité de la protection contre les fuites

La plupart des protecteurs contre les fuites disposent d'un réglage de sensibilité. Vous pouvez essayer d'augmenter le seuil de manière à ce qu'il tolère un niveau plus élevé de courant de fuite avant de se déclencher. Cela pourrait permettre d'éviter des arrêts inutiles causés par le onduleur VFD.

Utiliser un dispositif de protection contre les fuites spécialisé pour les onduleurs

Il existe des protections contre les fuites spécialement conçues pour être utilisées avec variateurs de fréquence. Ces protecteurs sont plus résistants aux bruits de haute fréquence et aux courants de fuite générés par les appareils de mesure de la température. Entraînements à fréquence variable (EFV). Remplacement du dispositif de protection contre les fuites standard par un dispositif conçu pour la protection contre les fuites. convertisseurs de fréquence permettra au système de fonctionner sans heurts et sans déclenchements incessants.

Augmenter la charge du moteur

En augmentant la charge du moteur, la fuite du courant de démarrage devient moins importante par rapport au courant total circulant dans le système. Cela peut réduire les risques de déclenchement du protecteur contre les fuites.

Contourner le dispositif de protection contre les fuites

Bien que cela ne soit généralement pas recommandé pour des raisons de sécurité, certains utilisateurs peuvent choisir de contourner complètement le dispositif de protection contre les fuites. Si la sécurité peut être assurée par une mise à la terre correcte et d'autres mesures, il s'agit d'une solution potentielle, bien qu'elle doive être abordée avec prudence.

Conclusion

L'utilisation d'un convertisseur de fréquence avec un protecteur de fuite standard peut entraîner des problèmes de fonctionnement en raison des courants de fuite à haute fréquence inhérents à l'utilisation d'un système de protection contre les fuites. variateurs de vitesse. Ces courants peuvent déclencher inutilement le protecteur, ce qui entraîne l'arrêt du système. Pour résoudre ces problèmes, les utilisateurs peuvent ajuster la sensibilité du dispositif de protection contre les fuites, installer un dispositif de protection contre les fuites compatible avec l'onduleur ou envisager d'autres solutions telles que l'augmentation de la charge du moteur. Toutefois, la solution la plus fiable consiste à s'assurer que le système est correctement mis à la terre et à utiliser les dispositifs de protection appropriés, conçus spécifiquement pour les systèmes de protection contre les fuites. variateurs de vitesse à inverseur.