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Les trois bobines sont connectées les unes aux autres et créent un triple circuit, une configuration dite en étoile. Une seule bobine (phase) a un potentiel de 230 VCA. Et un deuxième niveau de potentiel est créé entre deux bobines. En raison du déphasage de 120°, le potentiel est de 400 VCA.

Pour pouvoir utiliser les phases séparément, le point commun (point étoile) est connecté à un conducteur appelé « neutre ». Il existe une tension de 230 VCA entre le neutre et l’une des phases. Le conducteur neutre est un conducteur qui peut être utilisé par les trois phases et dans trois circuits électriques séparés.

Un consommateur triphasé, comme un moteur électrique triphasé, utilise l’électricité des trois phases. Le neutre n’a pas de fonction car les trois circuits électriques se maintiendront mutuellement en équilibre. Si une des phases consomme plus de charge que les autres, le neutre commencera à conduire le courant. Ce courant est appelé « courant de compensation ou d’égalisation ».

Lors de l’installation de convertisseurs/chargeurs triphasés, ceux-ci devront être configurés en étoile. Ils doivent avoir un neutre commun. Aucun delta n’est autorisé. Mais le système convertisseur/chargeur triphasé peut alimenter une charge configurée en « delta ».

Une charge inégale ne pose pas de problème lorsque les convertisseurs/chargeurs fonctionnent en mode convertisseur, mais elle peut être problématique s’ils fonctionnent en mode d’intercommunication et s’ils sont connectés à un générateur incapable de gérer une charge déséquilibrée.

La puissance peut être distribuée au consommateur de différentes manières. Et il existe différentes façons de connecter le système consommateur. Tous les réseaux fournissent les trois phases, mais la manière dont le neutre et la terre sont liés varie selon le type de réseau.

Pour pouvoir calculer correctement les fusibles, la taille du câblage ou la capacité du convertisseur, vous devez connaître l’intensité du courant dans le circuit CA. Pour calculer correctement les paramètres du courant, vous devez connaître un aspect important du courant alternatif, à savoir la puissance réelle en watts et la puissance apparente en volts-ampères. Comme expliqué précédemment, le CA est un courant alternatif. La tension et l’intensité du courant n’ont pas une valeur constante comme avec un courant continu, car elles alternent entre positif et négatif. Cela se produit 50 fois par seconde dans un système 50 Hz et 60 fois par seconde dans un système 60 Hz. La forme d’onde est sinusoïdale.

Tension CC

Tension CA

Dans un circuit alternatif, la tension alterne et l’intensité du courant également. Dans un système résistif, elles alternent en même temps. Cependant, si le circuit contient des consommateurs non résistifs, l’onde sinusoïdale de l’intensité peut être en retard ou en avance par rapport à l’onde sinusoïdale de la tension. Les trois différents types de consommateurs sont :

Consommateur résistif

Consommateur inductif - passif

Consommateur capacitif - réactif

La puissance énergétique consommée par l’équipement est exprimée en watts. La puissance nominale en watts détermine l’énergie effectivement achetée au fournisseur d’électricité, le diesel consommé par un générateur ou la charge thermique générée par l’équipement.  

La « puissance apparente » en volts-ampères (VA) et est le produit de la tension multipliée par l’intensité du courant consommé par l’équipement. La puissance apparente nominale en volts-ampères est utilisée pour le dimensionnement des câbles, des disjoncteurs, des convertisseurs ou des générateurs.  

Dans un circuit CA purement résistif, les ondes de tension et d’intensité sont en phase l’une avec l’autre. Pour calculer l’intensité du courant, on utilise la formule suivante :  

Dans un système purement résistif, le facteur de puissance est 1. Lorsqu’un circuit alternatif contient des consommateurs tels que des inducteurs ou des condensateurs, un décalage de phase se produira entre les ondes d’intensité et de tension. Ces deux ondes ne sont plus en phase.

Si vous calculez la puissance en observant les ondes, vous verrez que la puissance réelle (en W) est inférieure à la puissance apparente (en VA).  

Facteur de puissance = 1

Facteur de puissance = 0,7

Facteur de puissance = 0

Lorsque le facteur de puissance est connu, la puissance apparente peut être calculée.

En moyenne, un circuit alternatif résidentiel a un facteur de puissance de 0,8. Donc, pour les calculs généraux, il est acceptable d’utiliser 0,8 comme facteur de puissance.  

Consommateurs non linéaires :

Il existe ensuite un autre type de consommateur, le consommateur non linéaire. Pour simplifier, il s’agit de consommateurs qui n’utilisent pas la totalité de l’onde sinusoïdale de manière égale, ou qui n’utilisent qu’une partie de l’onde. Le courant consommé par le consommateur non linéaire n’aura pas une forme d’onde sinusoïdale, bien que le consommateur soit connecté à une tension d’onde sinusoïdale.  

Exemple d’un consommateur non linéaire. Seule une partie de la tension est appliquée au consommateur.

Il s’agit souvent de consommateurs qui contiennent des semi-conducteurs, comme des diodes, des thyristors ou des LED. Il s’agit par exemple d’un éclairage LED CA, de gradateurs de lumière, de pistolets thermiques, de redresseurs et de certains dispositifs de démarrage progressif.

Lorsqu’un convertisseur alimente un consommateur non linéaire, il peut se trouver en situation de surcharge plus tôt que prévu, compte tenu de la puissance nominale du consommateur et du convertisseur.

Dans une maison ou une installation d’usine, l’électricité entrante est divisée en groupes, généralement via un tableau de distribution. Le diamètre du câblage électrique de chaque circuit CA (groupe) doit correspondre à l’intensité maximale prévue dans ce circuit. Cette précaution protège les consommateurs connectés et le câblage électrique.

Des chutes de tension et un échauffement des câbles peuvent également se produire dans les circuits CA. Les chutes de tension peuvent endommager l’appareil connecté et provoquer un échauffement des câbles, et dans les cas extrêmes, peuvent entraîner des incendies.

Il est également essentiel de bien connecter les câbles. Une mauvaise connexion des câbles peut également entraîner une chute de tension et un échauffement. Suivez les instructions fournies plus haut.

N’utilisez pas de câbles CA rigides :

Évitez de connecter le convertisseur/chargeur à des fils à brins rigides (comme illustré sur l’image de droite).

Les fils à brins rigides ne sont pas adaptés aux connecteurs CA d’un convertisseur/chargeur, ce qui entraîne un mauvais contact et un risque de déconnexion. Utilisez plutôt des fils à brins fins et flexibles.

Dimensionnement du câblage :

L’application Victron Energy Toolkit comporte également une disposition permettant de calculer le câblage CA pour les systèmes 120, 240 et 400 VCA. Lorsque vous utilisez l’application, l’objectif est de sélectionner une taille de fil telle que la chute de tension reste inférieure à 2,5 %.

Pour calculer le câblage, vous pouvez utiliser les mêmes calculs que pour le câblage CC, comme expliqué précédemment. Sachez toutefois que la règle empirique mentionnée précédemment ne peut pas être utilisée. Pour le câblage de tensions de 200 à 400 VCA, utilisez cette règle empirique :

Les fusibles sont généralement situés sur le tableau de distribution. Chaque circuit alternatif (groupe) est protégé par un fusible séparé. Le fusible est adapté à l’intensité de la charge attendue et à l’épaisseur du câblage.  

Le fusible protège contre :

Traditionnellement, un fusible contient un fil qui fond lorsqu’un courant inacceptable le traverse. Lorsque le fil situé dans le fusible a fondu, le circuit électrique est rompu et le courant cesse de circuler.  

Plus couramment, des disjoncteurs automatiques sont utilisés pour protéger contre les surintensités. Ils sont appelés disjoncteurs miniatures (MCB). Cet appareil dispose de deux déclencheurs pour activer son mécanisme d’arrêt. Un déclencheur thermique pour les petites intensités de surcharge de longue durée, et un déclencheur magnétique pour les grandes intensités de courte durée comme les intensités de court-circuit.  

Il existe trois types de MCB : B, C et D. Ils ont tous les mêmes caractéristiques thermiques. Mais ils ont différents niveaux d’intensité de court-circuit.

Lorsqu’une intensité de court-circuit se produit, avec une intensité suffisante, le MCB (B, C ou D) est mis hors tension dans les 100 ms.

Il est recommandé d’ajouter une dérivation manuelle à un système convertisseur/chargeur. Ceci est particulièrement utile dans les systèmes critiques. Cela vous permettra de contourner le convertisseur/chargeur et de connecter l’entrée CA (réseau ou générateur) directement aux consommateurs. Il s’avérera très utile au cas où le convertisseur/chargeur devrait changer de configuration ou en cas de problème avec le convertisseur/chargeur, et pour connecter directement l’entrée CA (réseau ou générateur), s’il doit être retiré pour être réparé.  

Fonctionnalité d’un commutateur de dérivation.

Pour créer la dérivation, il est nécessaire de couper les voies CA vers et depuis le convertisseur/chargeur, et un circuit de dérivation séparé doit être établi. La dérivation doit être dimensionnée pour la charge CA totale du système.

La dérivation manuelle peut être construite en utilisant deux commutateurs. Un exemple d’un commutateur approprié est le commutateur bipolaire Hager SF263 avec une position centrale d’arrêt.

Les schémas ci-dessous montrent comment les commutateurs sont câblés dans le système et quelles sont les trois possibilités de commutation.

Le convertisseur/chargeur est connecté et la dérivation est déconnectée.

Le convertisseur/chargeur et la dérivation sont tous deux déconnectés.

Le convertisseur/chargeur est déconnecté et la dérivation est connectée.

Si vous utilisez un convertisseur/chargeur de faible puissance, comme le MultiPlus Compact ou le Multiplus 500 à 2000 VA, il est facile de contourner manuellement le convertisseur/chargeur. Retirez simplement les fiches noires AC in et AC out du convertisseur/chargeur et insérez ces fiches l’une dans l’autre.

Plusieurs convertisseurs/chargeurs peuvent être connectés en parallèle pour créer un convertisseur/chargeur de plus grande capacité. Lorsque vous connectez un système parallèle à une alimentation CA, la longueur et l’épaisseur des câbles CA sont importantes. Contrairement au câblage CC, il est important de ne pas installer des câbles trop courts ou trop épais pour le câblage CA. Ne surdimensionnez pas le câblage CA. L’utilisation d’un câblage très épais a des effets secondaires négatifs.

Dans un système parallèle, chaque convertisseur/chargeur doit être identique. Cependant, ce n’est pas toujours le cas. Chaque convertisseur/chargeur contient un contacteur d’entrée CA interne. Ces contacteurs ne sont pas toujours complètement identiques. Ils peuvent présenter une petite différence de résistance interne par rapport aux autres contacteurs. Cette petite différence de résistance peut entraîner la déviation du courant alternatif d’une unité à l’autre.  

Exemple de câblage interne d’un convertisseur/chargeur.

Dans un système parallèle, le courant alternatif doit être distribué de manière égale dans tous les convertisseurs/chargeurs en parallèle. Lorsque la résistance dans le câblage est très faible, la faible différence de résistance entre les contacteurs aboutit à une différence relative importante. Et en conséquence, le courant ne sera pas distribué uniformément.

Un exemple exagéré :

L’unité A et l’unité B sont connectées en parallèle. Un câblage extrêmement épais et court est utilisé afin de créer une résistance de câblage très faible. Cependant, les deux unités ont une légère résistance interne (contacteur CA). Voir l’image de droite.  

Dans ce scénario, la résistance totale de l’unité A est de 0,1 mΩ et la résistance totale de l’unité B est de 0,2 mΩ.  

Par conséquent, l’unité A transporte deux fois plus de courant que l’unité B.

Nous utilisons maintenant les deux mêmes unités en parallèle, mais avec des câbles plus fins et plus longs. Voir l’image de droite. La résistance totale de l’unité A est de 1,5 Ω et la résistance totale de l’unité B est de 1,6 Ω. Dans ce scénario, la distribution du courant sera bien plus homogène.

L’unité A ne transportera que 1,066 fois plus de courant que l’unité B.

Prévention de la distribution inégale des courants alternatifs :

Pour éviter ce problème, il est recommandé d’utiliser des câbles CA longs, de longueur similaire. Respectez toujours les longueurs et les épaisseurs de câble recommandées, comme indiqué dans le mode d’emploi du produit. N’augmentez pas la section du câblage CA plus que ce qui est recommandé dans le manuel !

Par exemple :

La tolérance de chute de tension d’un contacteur de retour de 100 A est d’environ 20 mV à 100 A. La résistance totale du câble (entrée + sortie) doit donc être supérieure à R = 60 mV/100 A = 6 mΩ.

Vérification de la distribution uniforme des courants alternatifs :

La meilleure manière de vérifier si ce type de problèmes de câblage affecte un système parallèle est la suivante :

Les mesures devraient être très similaires. S’il y a de grandes différences, c’est que le câblage (ou une connexion) est problématique.

Fusibles CA des chaînes en parallèle :

Chaque unité doit être protégée par un fusible individuel. Veillez à utiliser le même type de fusible sur chaque unité qui présente la même résistance. Envisagez d’utiliser des fusibles à connexion mécanique

Plus d’informations :

Pour plus d’informations sur les systèmes parallèles et triphasés, veuillez lire le manuel sur les systèmes parallèles et triphasés, voir https://www.victronenergy.com/live/ve.bus:manual_parallel_and_three_phase_systems.

Rotation des phases :

Les trois phases L1, L2 et L3 d’une alimentation triphasée doivent être connectées dans l’ordre croissant (1 puis 2 puis 3). Prêtez une attention particulière à la rotation de phase de l’alimentation CA provenant du réseau ou d’un générateur. Lorsqu’il est câblé dans la mauvaise rotation, le système n’acceptera pas l’entrée secteur et fonctionnera uniquement en mode convertisseur. Dans ce cas, échangez deux phases pour corriger le problème. Un moyen rapide de corriger la rotation de phase consiste à permuter deux phases au hasard pour voir si le système d’convertisseur acceptera l’alimentation en CA.

Si le système est mobile, il est probable qu’une connexion au générateur ou au réseau avec une rotation de phase mal câblée soit établie à un certain moment. Le système convertisseur/chargeur rejettera alors l’alimentation et restera en mode convertisseur, ce qui épuisera les batteries. Le montage d’un simple commutateur permettant d’intervertir deux des phases est une solution intéressante qui résout instantanément le problème de rotation des phases, sans bloquer l’événement. Outre la commutation manuelle, il existe également des dispositifs automatiques pour ce faire.  

Pour plus d’informations sur les systèmes parallèles et triphasés, veuillez lire le manuel sur les systèmes parallèles et triphasés, voir https://www.victronenergy.com/live/ve.bus:manual_parallel_and_three_phase_systems.