Une génératrice et un onduleur font deux travaux distincts. Bien dimensionnés et bien réglés, ils se passent la charge proprement, mal réglés, la génératrice décroche dès que l’onduleur reprend la charge.
L’onduleur comble la coupure et conditionne le courant. À la panne du réseau, la batterie prend la charge avec un temps de transfert pratiquement nul, et l’onduleur continue de fournir une onde sinusoïdale propre quoi que fasse l’entrée. Mais la batterie est un sprint, pas un marathon, des minutes, pas des heures.
La génératrice fournit l’autonomie longue. Elle ne démarre pas instantanément : une génératrice diesel met généralement plusieurs secondes à lancer, monter en régime et stabiliser sa tension et sa fréquence avant que son disjoncteur ne ferme. Pendant cette fenêtre, seule la batterie de l’onduleur tient la charge. Une fois la génératrice en ligne et stable, elle alimente la charge, y compris la recharge de la batterie de l’onduleur, tant qu’il y a du carburant. Les deux sont complémentaires : l’onduleur couvre le démarrage, la génératrice couvre la durée.
Pour la génératrice, un onduleur est une charge non linéaire, et historiquement une charge difficile. Les anciens onduleurs à redresseur 6 impulsions tiraient un courant fortement déformé, avec un faible facteur de puissance en entrée et un fort taux d’harmoniques (iTHD). Cette distorsion fait travailler dur l’alternateur et son régulateur de tension, et peut mal interagir avec le régulateur de vitesse du moteur. La solution traditionnelle était la force brute : surdimensionner la génératrice pour que l’onduleur ne représente qu’une plus petite part de sa puissance. Des règles empiriques d’environ 1,5 à 2× les kW de l’onduleur étaient courantes pour les anciennes unités, et certains devis allaient plus haut.
Les onduleurs triphasés modernes réduisent ce facteur. Les unités à redresseur actif (IGBT), à facteur de puissance d’entrée proche de l’unité et à faibles harmoniques d’entrée, souvent quelques pour cent d’iTHD, ressemblent beaucoup plus à une charge propre et linéaire. Avec elles, un facteur de dimensionnement de la génératrice de l’ordre de 1,1 à 1,25× la puissance de l’onduleur est souvent viable, parfois plus serré. Le chiffre exact dépend de l’onduleur, des autres charges sur la génératrice et de l’alternateur; confirmez-le avec le guide de compatibilité génératrice du fabricant plutôt que de l’estimer. L’essentiel : la vieille pénalité de 2× n’est plus automatique.
Un onduleur n’accepte le courant de la génératrice que s’il tombe dans la fenêtre d’entrée qu’il est réglé pour tolérer. Deux choses comptent ici. D’abord la fréquence : sous un échelon de charge soudain, la génératrice ralentit un instant avant que le régulateur de vitesse ne la rattrape, donc la fréquence chute puis remonte. Si cette variation sort des limites de fréquence d’entrée de l’onduleur, ce dernier rejette la source et reste sur batterie, ce qui annule l’intérêt d’avoir une génératrice. Ensuite la tension : le même échelon de charge provoque un creux de tension jusqu’à ce que le régulateur (AVR) réagisse.
La solution consiste à élargir la tolérance de fréquence et de tension d’entrée de l’onduleur pour convenir à une génératrice (la plupart des onduleurs triphasés ont un réglage génératrice ou entrée large prévu exactement pour cela), et à s’assurer que le régulateur de vitesse et l’AVR de la génératrice récupèrent rapidement. Mal réglé, on observe le symptôme classique : la génératrice tourne bien, mais l’onduleur ne transfère jamais hors batterie et finit par vider la batterie.
Quand l’onduleur accepte la génératrice, il ne doit pas lui imposer toute la charge d’un coup. Le redresseur d’un onduleur possède une fonction de démarrage progressif (walk-in, soft-start) qui fait monter sa consommation sur une durée définie, souvent plusieurs secondes, au lieu d’exiger la pleine puissance instantanément. Cela laisse au moteur et au régulateur le temps de prendre la charge graduellement, de sorte que la fréquence et la tension restent dans la fenêtre et que le disjoncteur de la génératrice ne déclenche pas.
Le walk-in compte surtout au moment du transfert vers la génératrice, puis de nouveau quand la batterie de l’onduleur commence à se recharger par-dessus la charge en cours. Un onduleur dont le chargeur de batterie est inclus dans le walk-in, ou dont le courant de charge est ajustable, permet de maîtriser la demande totale à la génératrice. Si une génératrice déclenche à la prise de charge, la durée du walk-in et la limite de courant de charge sont les premiers réglages à vérifier.
Sur un site doté d’une génératrice, la batterie de l’onduleur n’a pas à tenir la charge longtemps. Elle doit seulement combler l’intervalle entre la panne du réseau et une génératrice stable : le temps de démarrage de la génératrice, plus une marge pour qu’elle se stabilise et que le transfert s’achève. C’est généralement une courte fenêtre, donc une autonomie de l’ordre de 5 à 10 minutes est une cible courante pour les sites avec génératrice, assez pour couvrir un démarrage, un premier lancement raté et une reprise, avec marge.
Les sites sans génératrice sont le cas inverse : la batterie doit y durer assez longtemps pour un arrêt ordonné ou pour que le personnel réagisse, donc les autonomies sont dimensionnées beaucoup plus longues. Adapter l’autonomie batterie à la présence ou non d’une génératrice est l’une des premières décisions du dimensionnement d’un onduleur triphasé. Surdimensionner la batterie sur un site avec génératrice ne fait qu’ajouter du coût et de la charge de recharge pour une autonomie jamais utilisée.
Le passage de relais suit un ordre fixe. Le réseau tombe → l’onduleur passe sur batterie instantanément, sans interruption pour la charge. Le commutateur de transfert automatique (ATS) détecte la panne et commande le démarrage de la génératrice. La génératrice lance, monte en régime et se stabilise → l’ATS bascule le bâtiment de l’alimentation réseau morte vers la génératrice. L’onduleur voit alors la génératrice à son entrée, l’accepte une fois dans la fenêtre de fréquence et de tension, reprend sa charge progressivement et commence à recharger la batterie. Au retour du réseau, la séquence s’inverse : l’ATS rebascule, et l’onduleur comble ce transfert sur batterie exactement comme le premier. Du début à la fin, la charge ne voit aucune interruption, c’est tout l’intérêt de placer l’onduleur en aval de l’ATS.
Une mise en garde sur génératrice : attention au mode éco. En mode éco, l’onduleur alimente la charge par la dérivation statique; la charge est donc exposée à l’onde et à la fréquence moins stables de la génératrice, et un échelon de charge sur celle-ci peut forcer un retour inutile en double conversion. Sur génératrice, faire fonctionner l’onduleur en double conversion online complète est le choix le plus sûr; bien des sites configurent l’onduleur pour sortir automatiquement du mode éco sur génératrice. Confirmez tout cela à l’installation, car le comportement de transfert et le réglage du walk-in sont précisément ce qui se vérifie lors de la mise en service. Nous fournissons et entretenons ces systèmes pour les sites industriels partout au Canada et pouvons dimensionner ensemble l’onduleur, la batterie et l’interface génératrice.
Cela dépend du redresseur de l’onduleur. Les anciens onduleurs 6 impulsions exigeaient souvent une génératrice d’environ 1,5 à 2× les kW de l’onduleur à cause du fort courant harmonique. Un onduleur moderne à facteur de puissance unitaire et faibles harmoniques fonctionne souvent avec un facteur d’environ 1,1 à 1,25×, parfois plus serré. Confirmez toujours avec le guide de compatibilité génératrice du fabricant et tenez compte des autres charges sur la génératrice.
Presque toujours parce que la fréquence ou la tension de la génératrice sort de la fenêtre d’entrée de l’onduleur. Sous un échelon de charge, la fréquence de la génératrice chute avant que le régulateur ne récupère; si cette variation dépasse les limites de l’onduleur, celui-ci rejette la source. Élargissez la tolérance d’entrée de l’onduleur à son réglage génératrice et assurez-vous que le régulateur de vitesse et l’AVR récupèrent vite.
Juste assez pour combler le temps de démarrage et de stabilisation de la génératrice, plus une marge pour une reprise, couramment de l’ordre de 5 à 10 minutes pour les sites avec génératrice. Les sites sans génératrice ont besoin d’une autonomie bien plus longue pour permettre un arrêt ordonné. Dimensionner la batterie pour le mauvais cas ajoute du coût ou du risque.
Le walk-in (démarrage progressif) fait monter graduellement la consommation du redresseur de l’onduleur sur plusieurs secondes au lieu d’exiger la pleine charge instantanément. Sur génératrice, cela permet au moteur de prendre la charge sans effondrement de la fréquence ni de la tension, donc le disjoncteur ne déclenche pas. Si une génératrice déclenche à la prise de charge, vérifiez d’abord la durée du walk-in et la limite de courant de charge de la batterie.
Décrivez-nous l'application et nous reviendrons vers vous en un jour ouvrable, dimensionnement, système approprié, installation et prix. Les installations triphasées requièrent généralement un électricien licencié; dites-nous si vous en avez un.