L’approche des démarreurs progressifs pour les charges résistives

Démarreurs progressifs et charges résistives

Une multitude d’applications de type charge résistive utilise des contacteurs électroniques ou, dans certains cas, des contacteurs standard dimensionnés correctement pour assurer la commande.

L’inconvénient des contacteurs standard est l’usure du contacteur proprement dit. Les composants électromécaniques ont une durée de vie finie par rapport aux dispositifs à semi-conducteurs, lesquels ont une durée de vie nettement accrue en raison du nombre réduit, voire de l’absence de composants mécaniques.

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Le maintien d’un procédé à une température donnée requiert un certain type de commande pour activer et désactiver les contacteurs. Cette commande peut être assurée par un automate programmable, un régulateur de température monoboucle ou quelque chose entre les deux.

Les thyristors SCR font généralement appel à une forme de commande appelée passage par zéro, qui procède en substance à l’activation et à la désactivation au passage par zéro de l’onde sinusoïdale.

La fonction d’activation et de désactivation peut s’étendre sur un cycle ou peut parfois employer une fonction temporelle à passage par zéro. Cette fonction provoque l’activation des thyristors SCR à l’instant « x » et leur désactivation à l’instant « y », puis répète le cycle comme illustré sur la figure ci-dessous.

La fonction temporelle active les thyristors à l’instant x et les désactive à l’instant y, puis recommence [CLIQUER POUR AGRANDIR]

Si elle est employée dans une application d’élément chauffant résistif, cette méthode nécessite un ajustement du timing pour maintenir une température.

Elle est idéale pour les rapports chaud-froid réduits. Par exemple, des charges résistives telles que le nickel-chrome, le fer-chrome et l’alliage d'aluminium voient leur résistance fluctuer très faiblement en fonction de la température. La fonction de passage par zéro présente les avantages suivants :

  • Réduction du courant de charge lors de l’activation du thyristor SCR
  • Réduction du bruit sur la ligne d’alimentation et dans l’air
  • Excellent pour les éléments à résistance constante

Une autre option de commande des charges résistives est la commutation d’angle de phase ou l’amorçage. Ce type de commande assure un contrôle en tension précis au moment nécessaire et donc une tension homogène en sortie.

Avec la commande de charge résistive, l’activation est déclenchée par une commande et la désactivation peut intervenir à la tension de passage par zéro, comme illustré ci-dessous.

Avec la commande de charge résistive, l’activation est déclenchée par une commande et la désactivation peut intervenir à la tension de passage par zéro [CLIQUER POUR AGRANDIR]

La commande d’angle de phase présente les avantages suivants :

  • Temps de réponse le plus rapide et le plus précis pour le contrôle de l’hystérèse de température
  • Méthode de démarrage résistif polyvalente
  • Commande du déclenchement du thyristor SCR à chaque demi-cycle de l’onde sinusoïdale
  • Idéale pour les applications à courant d’appel élevé
  • Charges vieillissantes lors des fluctuations de la résistance

Avec la multitude des charges résistives possibles, la méthode la plus universelle est la commande d'angle de phase.

Les charges résistives suivantes sont idéales pour la commande d’angle de phase :

  • Résistances chauffantes dans un autoclave
  • Éléments chauffants pour chauffer une cuve de liquide
  • Applications avec un rapport chaud-froid élevé
  • Tungstène, molybdène, quartz ou autres éléments qui présentent une augmentation de la résistance lors des augmentations de température.

Quel est le lien avec les démarreurs progressifs ?

Les démarreurs progressifs de catégorie d’utilisation CEI AC-53A peuvent employer la commande d’angle de phase sur les charges résistives afin d’assurer une commande suffisante des éléments chauffants, comme elles le feraient lors du démarrage d'un moteur.

Au lieu de démarrer le moteur, le démarreur progressif peut maintenir une certaine tension en sortie dans une plage de 1 à 100 % de la pleine tension si l’algorithme l’autorise.

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Bill Bernhardt
Publié October 4, 2017 Par Bill Bernhardt, Senior Commercial Engineer, Rockwell Automation
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