2 x 10 kva AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE 4Q PCU-2x10000-AB/260V-40A/HP RS232

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1 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP PERFORMANCES Grande précision Haute stabilité ansitoires rapides Tenue aux courants d appel élevée Large bande passante ès faible distorsion Passage des quadrants sans transition ès faible impédance de sortie Régulation en tension ou en courant RS232 APPLICATIONS 2 sorties isolées Couplage série ou parallèle intégré AC et DC Réseau DC Réseaux industriels Hz Réseaux perturbés Charges non linéaires Génération d harmoniques Photo non contractuelle DESCRIPTION PCU-2x10000 est un double amplificateur «4 quadrants» AC et DC. Ses performances électriques élevées permettent de tester ou simuler toutes sortes de générateurs ou de charges avec une dynamique élevée, une très faible distorsion sur une large bande de fréquences et une large bande passante. Sa technologie linéaire permet une intégration simple et rapide pour des applications «Temps Réel» ou «Hardware In the Loop» en combinaison avec des simulateurs tels que ceux d Opal-RT, dspace ou National Instruments. Son pilotage à distance par protocole TCP/IP sur liaison Ethernet ou SCPI sur liaison RS232 permet son intégration aisée dans un système de test automatique. Conçu pour la simulation de réseaux électriques, il se comporte soit en générateur de tension pour créer un réseau électrique, soit en générateur de courant. Dans ce dernier cas, il se comporte comme un onduleur PV ou comme une charge dynamique. * HIGH POWER (HP): cette nouvelle génération d amplificateurs est construite autour de transistors de puissance plus performants et apporte un gain de puissance de 35%. REFERENCE COMMERCIALE PCU-2x10000-AB/26-40A/HP 1 / 18

2 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP CONSTITUTION DE L EQUIPEMENT AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 IMAGES U ET I u1, i1, z1 K31 K32 U I, Z AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 IMAGES U ET I u2, i2, z2 Chaque amplificateur est constitué de : Une source de tension ou de courant de puissance 10 kva (130 VRMS 80 ARMS), o Elle possède deux modes de régulation, soit en «tension», soit en «courant», o Elle peut être utilisée en AC ou en DC. Une de protection o Elle protège la source contre les éventuelles surtensions. Une résistance de charge et son contacteur de court-circuit o Elle augmente la capacité d absorption. Elle court-circuitée lorsque l amplificateur est utilisé en générateur de tension ou de courant. Un autotransformateur o Il permet de doubler la tension de sortie de la source en AC. Un ensemble de quatre contacteurs de sortie o Ils permettent d isoler la sortie de chaque amplificateur. Un dispositif de recopie o Il retourne les images isolées de la tension et du courant. Les contacteurs «K31» et «K32» permettent de coupler les sources en parallèle ou en série pour créer un seul amplificateur de puissance 20kVA. 2 / 18

3 SORTIES 2 x 10 kva AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE 4Q PCU-2x10000-AB/26-40A/HP CARACTERISTIQUES DE L EQUIPEMENT Puissances Nombre de sorties 2 Puissance nominale par sortie VA Type de régulation Tension / Courant En régulation «U (Tension)» en AC Sorties «isolées» Sorties «groupées» Tension AC (VRMS) 0 à 260 VRMS 0 à 260 VRMS Courant AC permanent In (ARMS) 0 à 40 ARMS 0 à 80 ARMS Courant crête max In (3.In < 5 s) 120 A 240 A En régulation «I (Courant)» en AC Sorties «isolées» Sorties «groupées» Courant (ARMS) 0 à 40 ARMS 0 à 80 ARMS Tension de réseau (VRMS) 180 à 260 ARMS 180 à 260 ARMS En régulation «Z (Charge)» en AC Sorties «isolées» Sorties «groupées» Courant (ARMS) 0 à 40 ARMS 0 à 80 ARMS Tension de réseau (VRMS) 180 à 260 ARMS 180 à 260 ARMS En régulation «U (Tension)» en DC Sorties «isolées» Sorties «groupées» Tension DC (VDC) 0 à 200 VDC 0 à 400 VDC Courant DC permanent In (ADC) 0 à 80 ADC 0 à 80 ADC Courant crête max In (< 5 s) 120 A 120 A Précision de la tension Typique 0,1% de la gamme + 0,1% de la valeur programmée Résolution 12 bits Précision du courant Typique 0,1% de la gamme + 0,1% de la valeur programmée Résolution 12 bits Distorsion de la tension à pleine puissance Typique < 0,3% Max < 0,7% Régulation de la tension pour une variation secteur de ±10% Max < 0,1% de la tension nominale Régulation de la tension pour une variation de 0 à 100% du courant Max < 0,1% de la tension nominale Bruit résiduel Max RMS 0,02% de la tension nominale Max crête à crête 0,3% de la tension nominale Fréquence de fonctionnement Pleine échelle DC ou 45 à 65 Hz Petits signaux à -3 db 25 khz Temps de variation de la pleine échelle avec signal pilote carré Montée 10% / 90% < 20 µs Descente 10% / 90% < 20 µs Temps de transfert < 20 µs ansition de Q1 à Q4 < 10µs Variation en fonction de la température Typique 50 ppm/ C Max 100 ppm/ C Stabilité après 15 minutes de fonctionnement Max < 0,05% de la tension nominale Isolement de la sortie par rapport au châssis Mesure à 500 VDC > 100 MΩ Précision des mesures affichées sur l écran tactile Mesure de la tension 0,3% de la gamme + 0,3% de la mesure Mesure du courant 0,3% de la gamme + 0,3% de la mesure 3 / 18

4 MECANIQUE ET ENVIRONNEMENT ENTREES ALIMENTATION 2 x 10 kva AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE 4Q PCU-2x10000-AB/26-40A/HP CARACTERISTIQUES DE L EQUIPEMENT (suite) Réseau d alimentation Nombre de phases iphasé (3 Phases) sans Neutre + Terre Tension 400 VRMS ±10% Fréquence Hz Courant d entrée à pleine puissance des deux sorties Max 45 ARMS par phase Protection Disjoncteur magnéto thermique Courant d appel Limitation à 2 x courant max Rigidité diélectrique de l entrée secteur par rapport à la sortie reliée au châssis Mesure à 2500 VRMS / 50Hz Courant < 10 ma Amplitude du signal d entrée Isolement > 10 MΩ (1) Tension (pleine échelle de sortie) 7,07 VRMS / ± 1 crête Tension maximale ± 15 V crête Impédance d entrée 10 kω Fréquence du signal d entrée Fondamental DC ou Hz Harmoniques (petits signaux) Max 25 khz aitements de surface Châssis Aluminium peint RAL7021 Faces arrière et côtés Acier peint RAL7035 Face avant Aluminium peint RAL7035 Dimensions et poids Largeur 800 mm Profondeur (hors connecteurs) 800 mm Hauteur 2230 mm (43U) Poids 600 kg avec option «PCU-3X7-L100» Température et humidité Température de stockage -10 C à +85 C Température de fonctionnement +0 C à +40 C Humidité relative 10% - 90% non condensant Niveau sonore (ventilation en vitesse maximale) Mesure à 1 m de la face avant < 70 dba Marquage Marquage CE Indice de protection IP30 Protections Contre les surcharges Limitation de la tension (2) Contre le court-circuit en sortie Coupure de l étage de puissance (3) Contre la surchauffe Coupure de l étage de puissance (4) 1) Les entrées analogiques sont isolées des sorties de puissance. 2) En cas de surcharge temporaire, la tension diminue pour limiter le courant. 3) La sortie est coupée et devra être réactivée par l écran tactile ou une commande externe. 4) Un capteur de température est disposé sur chaque élément de puissance. Il coupe la sortie de l amplificateur en cas de surchauffe. 4 / 18

5 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP FONCTIONNEMENT 4 QUADRANTS Courant En mode «Tension», l amplificateur fonctionne en régulation de tension avec limitation du courant : en cas de surcharge temporaire, la tension diminue pour limiter le courant. Dans les zones «Q1» et «Q3» du diagramme, l amplificateur se comporte en «GENERATEUR» ou : la puissance instantanée est positive. Q2 (U<0 and I>0) Q3 (U<0 and I<0) Q1 (U>0 and I>0) Q4 (U>0 and I<0) Tension Dans les zones «Q2» et «Q4» du diagramme, l amplificateur se comporte en «ABSORBEUR» ou «SINK» : la puissance instantanée est négative. Sur une échelle temporelle (tension en bleu, courant en rouge, puissance en vert) : Q1 Q4 Q3 Q2 BANDE PASSANTE «petits signaux» Courbe bleue : En régulation en tension, la bande passante à -3dB est de 25 khz. Courbe rouge : En régulation en «courant», la bande passante à -3dB est de 15 khz 5 / 18

6 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP UTILISATION «SORTIES ISOLEES» EN «TENSION AC» La mise EN PARALLELE des sorties des amplificateurs n est pas autorisée. Un câblage interne permettant une puissance de sortie de 20kVA est proposé en page 9 de ce document. La mise EN SERIE des sorties des amplificateurs en AC n est pas autorisée, même s ils utilisent le même signal pilote. AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 u1 K31 K32 AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 u2 Les relais «K51» et «K53» sont fermés pour mettre en service les autotransformateurs de sortie. Les relais «K11» et «K21» sont fermés pour utiliser les sorties «26». Les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter les résistances. Chaque amplificateur génère une tension comprise entre 0 et 26RMS. Le courant disponible peut varier de 0 à 40 ARMS (voir diagrammes pages suivantes). 6 / 18

7 Amp RMS 2 x 10 kva AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE 4Q PCU-2x10000-AB/26-40A/HP DIAGRAMMES DE FONCTIONNEMENT PERMANENT Volt RMS Courbe en rouge : Lorsque les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter les résistances, la capacité de génération est maximale. C est le cas lors des utilisations en «tension AC» et en «courant AC». Courbe en vert : Lorsque les relais «K41» et «K42» sont ouverts pour mettre en série les résistances, la capacité d absorption est maximale. C est le cas lors des utilisations en «charge AC». 7 / 18

8 Courant (ARMS) 2 x 10 kva AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE 4Q PCU-2x10000-AB/26-40A/HP DIAGRAMMES DE FONCTIONNEMENT EN FONCTION DU FACTEUR DE PUISSANCE Tension (VRMS) Courbe bleue : Facteur de puissance = 1 (la tension et le courant sont en phase) Courbe verte : Facteur de puissance = 0.71 (le courant est déphasé de 45 par rapport à la tension) Courbe violette : Facteur de puissance = 0 (le courant est déphasé de 90 par rapport à la tension) Courbe rouge : Facteur de puissance = -1 (le courant est en opposition de phase par rapport à la tension) 8 / 18

9 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP EN UTILISATION «SORTIES GROUPEES» EN «TENSION AC» AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 K31 K32 U AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 Les relais «K51» et «K53» sont fermés pour mettre en service les autotransformateurs de sortie. Les relais «K12» et «K22» sont fermés pour utiliser les sorties «13». Le relais «K31» raccorde les sorties «point froid» des deux amplificateurs. Les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter la résistance. L ensemble génère une tension comprise entre 0 et 26RMS. Le courant disponible peut varier de 0 à 80 ARMS. 9 / 18

10 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP UTILISATION «SORTIES ISOLEES» EN «COURANT AC» La mise EN PARALLELE des sorties des amplificateurs n est pas autorisée. Un câblage interne permettant une puissance de sortie de 20kVA est proposé en page 11 de ce document. La mise EN SERIE des sorties des amplificateurs en AC n est pas autorisée en régulation en courant. AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 i1 K31 K32 AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 i2 Les relais «K51» et «K53» sont fermés pour mettre en service les autotransformateurs de sortie. Les relais «K11» et «K21» sont fermés pour utiliser les sorties «26». Les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter les résistances. Chaque amplificateur génère un courant compris entre 0 et 40 ARMS sur un réseau dont la tension est comprise entre 180 et 260 VRMS. 10 / 18

11 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP EN UTILISATION «SORTIES GROUPEES» EN «COURANT AC» AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 K31 K32 I AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 Les relais «K51» et «K53» sont fermés pour mettre en service les autotransformateurs de sortie. Les relais «K11» et «K21» sont fermés pour utiliser les sorties «26» des amplificateurs. Les relais «K31» et «K32» sont fermés pour relier les sorties «point froid» et «point chaud» des deux amplificateurs. Les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter les résistances. L ensemble génère un courant compris entre 0 et 80 ARMS sur un réseau dont la tension est comprise entre 180 et 260 VRMS. 11 / 18

12 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP EN UTILISATION «SORTIES ISOLEES» EN «CHARGE AC» La mise EN PARALLELE des sorties des amplificateurs n est pas autorisée. Un câblage interne permettant une puissance absorbée de 20kVA est proposé en page 13 de ce document. La mise EN SERIE des sorties des amplificateurs en AC n est pas autorisée en régulation en courant. AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 z1 K31 K32 AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 z2 Les relais «K51» et «K53» sont fermés pour mettre en service les autotransformateurs de sortie. Les relais «K11» et «K21» sont fermés pour utiliser les sorties «26». Les relais «K41» et «K42» sont ouverts pour mettre en série les résistances. La valeur retenue pour optimiser la capacité d absorption est de 2,7Ω pour un réseau de 23RMS. Chaque amplificateur peut absorber un courant compris entre 0 et 40 ARMS sur un réseau dont la tension est comprise entre 180 et 260 VRMS. 12 / 18

13 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP EN UTILISATION «SORTIES GROUPEES» EN «CHARGE AC» AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 K31 K32 Z AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 Les relais «K51» et «K53» sont fermés pour mettre en service les autotransformateurs de sortie. Les relais «K11» et «K21» sont fermés pour utiliser les sorties «26» des amplificateurs. Les relais «K31» et «K32» sont fermés pour relier les sorties «point froid» et «point chaud» des deux amplificateurs. Les relais «K41» et «K42» sont ouverts pour mettre en série les résistances. La valeur retenue pour optimiser la capacité d absorption est de 2,7Ω pour un réseau de 23RMS. L ensemble peut absorber un courant compris entre 0 et 80 ARMS sur un réseau dont la tension est comprise entre 180 et 260 VRMS. 13 / 18

14 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP UTILISATION «SORTIES ISOLEES» EN «TENSION DC» La mise EN PARALLELE des sorties des amplificateurs n est pas autorisée. La mise EN SERIE des sorties des amplificateurs en DC est décrite en page 16 de ce document. AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 + dc1 K31 K32 AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 + dc2 Les relais «K52» et «K54» sont fermés pour utiliser les sources sans le transformateur. Les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter les résistances. Les relais «K11», «K12», «K51», «K21», «K22» et «K53» sont ouverts pour isoler les autotransformateurs de sortie. Chaque amplificateur génère une tension comprise entre 0 et 200 VDC. Le courant disponible peut varier de 0 à 80 ADC. 14 / 18

15 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP DIAGRAMMES DE FONCTIONNEMENT PERMANENT 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0-20,0-40,0-60,0-80,0-100,0 i (ADC) u (VDC) Courbe en rouge : génération Les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter les résistances. La capacité de génération est de 80 ADC pour une tension comprise entre 160 et 200 VDC. Courbe en vert : absorption Bien que les relais «K41» et «K42» soient fermés pour court-circuiter les résistances, la capacité d absorption est de 25% lorsque la tension réseau est de 200 VDC. 15 / 18

16 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP UTILISATION «SORTIES COUPLEES» EN «TENSION DC» AMPLIFICATEUR #1 #1 K41 K51 K K11 K12 + K31 K32 DC AMPLIFICATEUR #2 #2 K42 K53 K K21 K22 Les relais «K52» et «K54» sont fermés pour utiliser les sources en direct. Les relais «K41» et «K42» sont fermés pour court-circuiter les résistances. Les relais «K11», «K12», «K51», «K21», «K22» et «K53» sont ouverts pour isoler les autotransformateurs de sortie. Le relais «K31» raccorde les sorties «point froid» des deux amplificateurs. L ensemble génère une tension comprise entre 0 et 400 VDC. Le courant disponible peut varier de 0 à 80 ADC. Il est possible d obtenir une tension DC de 800 VDC en câblant en série deux ensembles de deux amplificateurs. Le courant total disponible permanent reste de 80 ADC. 16 / 18

17 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP PILOTAGE DES AMPLIFICATEURS PAR l ECRAN TACTILE LOCAL L écran tactile permet le pilotage local des deux amplificateurs : Choix du couplage : «Isolé» ou «Couplé», Choix de la régulation : tension (u), courant (i), charge (z) ou continu (dc), Marche / Arrêt de chaque amplificateur, Etat des amplificateurs, Affichage des mesures, Deux écrans principaux sont proposés : Mesures Configuration L écran des mesures Affiché au démarrage, il propose une synthèse des informations principales de fonctionnement des amplificateurs. Le mode de régulation de chaque amplificateur est affiché. Le dessin central indique si les amplificateurs sont utilisés «isolés» ou «couplés». Les cases à cocher permettent de mettre en service ou hors service chaque amplificateur. Les indicateurs affichent la valeur instantanée de la tension et du courant en sortie de chaque amplificateur. Deux voyants permettent de connaître leur état général. Ecran en taille réelle Lorsque les amplificateurs sont utilisés «couplés», cet écran affiche la synthèse des informations des deux amplificateurs : La commande «Marche / Arrêt» agit simultanément sur les deux amplificateurs. La tension est la tension totale, Le courant est le courant total, 17 / 18

18 PCU-2x10000-AB/26-40A/HP L écran de configuration Ecran en taille réelle Cet écran permet de modifier la configuration des amplificateurs : Mode de régulation : tension (u), courant (i), charge (z) ou sortie continue (dc), «Isolés» ou «Couplés» Construits en technologie linéaire, ces amplificateurs sont capables de générer un sur-courant pendant une durée programmable de 0,1 à 5 secondes. Lorsque les amplificateurs sont utilisés «couplés», la configuration de l amplificateur #1 est «recopiée» dans l amplificateur #2 (même régulation). En régulation «tension», le même courant est programmé sur les deux amplificateurs. En En régulation «courant» ou «charge», le courant total est réparti également entre les deux amplificateurs. Ecrans de maintenance Des écrans de maintenance permettent de gérer : La configuration de la liaison Ethernet, La configuration de la liaison RS232, Le refroidissement des éléments de puissance : la ventilation est à vitesse variable en fonction de l énergie à évacuer. Référence de ce document : FT-PCU-2x10000-FR-V3 18 / 18