Protection contre les surtensions pour variateur de vitesse (VFD) : côté entrée vs côté sortie moteur

Réponse rapide : protéger le côté alimentation

Pour un variateur de vitesse (VFD) conventionnel, évaluez la protection contre les surtensions sur l'alimentation CA entrante et le système de distribution alimentant le variateur. Ne présumez pas qu'un parafoudre (SPD) CA standard peut être installé entre les bornes de sortie du VFD et le moteur. Cette sortie est une forme d'onde modulée en largeur d'impulsion (MLI), et non une alimentation ordinaire de 50/60 Hz. Schneider Electric déconseille l'installation d'un suppresseur de surtension conventionnel côté charge d'un VFD car la sortie MLI peut endommager ses composants.

La configuration correcte dépend du manuel du variateur, du système de mise à la terre, de l'exposition à la foudre, de la protection en amont et de la conception des câbles moteur. Un concepteur électricien qualifié doit vérifier l'installation complète plutôt que de sélectionner un SPD uniquement en fonction de son intensité nominale en kA.

Les circuits d'entrée, de sortie et de contrôle sont différents

IEC 61643-11:2025 traite des parafoudres connectés aux réseaux électriques basse tension en courant alternatif. Il avertit que la connexion à un type de source différent nécessite une étude approfondie des conditions du système et des défauts. La sortie MLI (PWM) d'un variateur de vitesse (VFD) est précisément le type de source non standard qui requiert des conseils spécifiques au produit.

Où le parafoudre AC doit-il être installé ?

Commencer par l'entrée de service du bâtiment et le tableau de distribution alimentant le variateur de vitesse. L'agencement de la protection contre la foudre et les règles d'installation déterminent si un type 1, un type 2 ou une combinaison coordonnée est approprié. Si le variateur est éloigné du parafoudre amont ou si son niveau de tenue aux surtensions nécessite une protection supplémentaire, évaluer un parafoudre AC aval approprié à proximité de l'entrée de ligne. du variateur. Il s'agit d'une décision de conception, et non d'une instruction universelle d'en installer un à côté de chaque variateur de vitesse.

Maintenir les conducteurs de connexion du parafoudre aussi courts et directs que les instructions du produit le permettent. Une longueur de câble supplémentaire peut augmenter la tension effective vue par l'équipement lors d'un transitoire rapide ; Schneider Electric explique l'effet de la longueur des câbles de raccordement des parafoudres (SPD). Vérifiez la tension de régime permanent (Uc), le niveau de protection en tension (Up), les capacités de décharge, la tenue au court-circuit et la protection de secours du parafoudre par rapport aux conditions réelles du tableau. Notre guide des fusibles de protection pour parafoudres couvre la vérification des dispositifs en amont.

Pourquoi un filtre de sortie n'est pas identique à un parafoudre (SPD)

Un variateur de vitesse (VFD) commute de manière répétée sa sortie moteur. Les réflexions sur les câbles et les fronts de tension rapides peuvent solliciter l'isolation du moteur, en particulier sur les longues distances. Un fabricant de variateurs peut spécifier un filtre dV/dt, un filtre sinusoïdal, une inductance de sortie ou une autre mesure approuvée pour cette fonction. Ces composants traitent le comportement répétitif de la sortie du variateur ; un parafoudre AC standard est conçu pour une tâche différente. ABB décrit la contrainte de tension supplémentaire sur le moteur causée par la commutation du variateur et les réflexions sur les câbles.

Il existe des produits spécialisés pour certains circuits de convertisseurs et de moteurs, mais ils doivent être explicitement dimensionnés pour cette forme d'onde et cette application. Ne déduisez pas leur adéquation uniquement à partir d'une étiquette de parafoudre AC conforme à la norme CEI. Le Guide Schneider Electric pour variateurs de vitesse (VFD) est un avertissement utile concernant les parafoudres conventionnels côté sortie.

Liste de contrôle pour la sélection d'un projet de variateur de vitesse (VFD)

1. Noter le modèle du variateur, la tension d'entrée, la configuration des phases et les instructions du fabricant.
2. Identifier le régime de neutre, le courant de court-circuit du tableau, le dispositif de protection en amont et tout parafoudre existant.
3. Vérifier l'exposition à la foudre et la présence d'un système de protection contre la foudre externe.
4. Comparer les caractéristiques Uc, Up, Type, capacités de décharge et conditions de court-circuit du parafoudre proposé avec l'installation.
5. Documenter la distance et le cheminement des câbles entre le tableau de distribution et le variateur.
6. Enregistrer le type de moteur et la longueur du câble de sortie ; utiliser le manuel du variateur pour les décisions concernant le filtre de sortie.
7. Lister séparément les connexions de contrôle, Ethernet ou de bus de terrain exposées.
8. Prévoir l'accès aux indicateurs d'état et aux modules de remplacement lors de la maintenance.

Notre guide des indicateurs de parafoudre explique ce qu'une fenêtre d'état semblant normale prouve et ne prouve pas. Pour les dispositifs disponibles côté alimentation, voir Parafoudres AC Kuangya. Envoyer la liste de contrôle à Kuangya lors d'une demande de recommandation de produit approprié.

FAQ

Puis-je installer un parafoudre de type 2 standard sur la sortie du variateur de fréquence (VFD) ?

Ne faites pas cela sans l'approbation explicite des fabricants du variateur et du parafoudre (SPD). Les parafoudres CA conventionnels sont généralement destinés aux circuits d'alimentation CA, tandis que la sortie est en MLI (PWM). Schneider Electric déconseille spécifiquement l'utilisation d'un parafoudre conventionnel côté charge de ses variateurs de vitesse (VFD).

Un parafoudre d'entrée remplace-t-il un filtre dV/dt ?

Non. Le parafoudre d'entrée protège contre les surtensions transitoires sur l'alimentation. Un filtre de sortie, lorsqu'il est spécifié, protège contre les contraintes de tension répétitives de sortie du variateur au niveau du moteur.

Chaque variateur de fréquence a-t-il besoin d'un parafoudre dédié à côté de lui ?

Aucune règle de placement unique ne convient à toutes les installations. La protection amont existante, la distance des câbles, le niveau de tenue de l'équipement et les règles applicables doivent être évalués conjointement. IEC 61643-12:2020 fournit des principes généraux de sélection, d'emplacement et de coordination pour les parafoudres de courant alternatif.