8/13/2019 Multimtre variateur de vitesse

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Multimtres numriques

Une solution de mesure idalepour les variateurs de vitesse

Auparavant, les rparations consistaient rsoudre des pannes demoteur triphas classiques, dues en grande partie laccumulation de

poussires, aux dfaillances des roulements, au mauvais alignement

des arbres ou tout simplement la vtust des composants. Mais

aujourdhui ces rparations ont radicalement chang avec lapparition

des moteurs commande lectronique, mieux connus sous le nom de

variateurs de vitesse, et leurs problmes de mesure spciques.

Grce linnovation technologique, nousvous donnons la possibilit de prendre desmesures prcises avec un multimtre numri-que lors de linstallation et de la maintenancede tels variateurs de vitesse. Vous pourrezainsi identier les composants dfectueux etdautres conditions susceptibles dentranerune dfaillance du moteur.

Mthodologie de dpannage

Les mthodes de dpannage dun circuitlectrique diffrent dun technicien lautre,mais une chose est certaine: un bon dpanneurnira toujours par diagnostiquer le problme!

La difcult rside plus dans le temps quecela prendra et la dure dindisponibilitdu systme. En la matire, la procdure dedpannage la plus performante consiste

rechercher dabord les problmes les plus vi-dents, en partant du moteur puis en passant auxcomposants lectriques. Remplacer des picesnon dfectueuses peut malheureusement coterbeaucoup dargent et de temps. Bien entendu,personne ne prend volontairement des mesuresimprcises, mais une erreur est si vite arrivedans un environnement bruit et hautenergie tel quun variateur de vitesse.Voil pourquoi il convient de choisir des outilsde test adapts au dpannage de variateurs, demoteurs et de connexions, tout particulire-ment lorsquil sagit de mesurer la tension, lafrquence et le courant de sortie dun variateur

de vitesse. Jusqu prsent, aucun multimtrenavait permis de mesurer avec prcision lesvariateurs de vitesse. Dornavant ce nest plusle cas.

Mesures dentre et de sortie

Tout multimtre TRMS de bonne qualit peutvrier si deux mesures de tension dentresont correctes. En mode phase phase vide,elles ne doivent pas diffrer de plus de 1 %. Uncart important (dsquilibre) doit tre rapide-ment corrig pour viter tout fonctionnementirrgulier du variateur.Un multimtre TRMS classique ne peutmalheureusement pas lire avec prcision lesmesures de sortie dun variateur de vitesse modulation de largeur dimpulsions (MLI), etce, parce que le variateur applique une tensionnon sinusodale MLI au moteur. Le multim-tre numrique mesure une tension TRMS tresproche de la ralit, par la mthode du trans-fert thermique, alors le contrleur de sortie duvariateur mesure un signal plus proche de la

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fondamentale (gnralement 30 60 Hz).Cette disparit sexplique par les caractris-tiques de bande passante et de blindage. lheure actuelle, beaucoup de multimtresnumriques TRMS offrent une bande pas-

sante allant jusqu 20 kHz (voire plus), cequi leur permet de ne pas rpondre seulement la fondamentale du signal (auquel le moteurrpond rellement), mais galement deprendre en compte tous les composants hautefrquence gnrs par le variateur de vitesse.Ct blindage, si le multimtre numrique nestpas protg contre le bruit haute frquence, lesniveaux de bruit levs du contrleur creuse-ront davantage encore lcart entre les mesures.De nombreux multimtres TRMS, concernspar ces deux problmes, afchent des mesures

20 30 % suprieures aux indications du con-trleur du variateur de vitesse.

Des normes de scurit adaptes auxinstruments de test lectrique

La norme de scurit EN61010 (deuximedition) consacre aux quipements de testrgit deux paramtres de base: le niveau de

tension et la catgorie de mesure. Le premiercorrespond a la tension de travail continuemaximum pouvant tre mesure par linstru-ment de test. Le deuxime est dni par rap-port a un environnement de mesure prcis. Laplupart des installations variateur de vitessetriphas peuvent tre considres comme desenvironnements de mesure de CAT 3, alimentspar un systme de distribution 380 V ou 690V.Si vous utilisez un multimtre numrique pourmesurer de tels systmes haute nergie, assu-rez-vous quil prsente un niveau de scurit

de type CAT III 1 000 V, plus - de prfrence-un niveau de type CAT IV 600 V. La catgorie

quer des variateurs triphass dune tensiondiffrente. Pour les besoins de la procdure, lemoteur tourne une frquence de 50 Hz.

Tension dentre

Pour mesurer la tension AC dentre au niveaudu variateur:

1. Slectionnez la fonction de tension AC(VAC).

2. Reliez la sonde noire lune des trois bornesdentre de phase.

3. Reliez la sonde rouge lune des deux autresbornes dentre de phase, puis enregistrezla mesure.

4. Ensuite, placez la sonde rouge au niveaude la troisime borne dentre de phase et

enregistrez la mesure.5. Vriez que ces deux mesures ne diffrentpas de plus de 1 %.

Courant dentre

Pour mesurer le courant dentre, vous devezvous munir en gnral dune pince de courant.Vous pouvez utiliser soit une pince de typetransformateur AC (i200, 80i-400) soit unepince AC/DC effet Hall (i410, i 1010).

Pince de type transformateur: Utilisez la

fonction mA/A AC. Les mesures en mil-liampres (mA) de lafcheur correspondentaux mesures de courant en ampres (A) dela phase actuelle.

Pince effet Hall: Utilisez la fonction detension AC (VAC). Appuyez sur le boutonjaune pour activer le ltre passe-bas. Decette faon, le multimtre va exclure lebruit haute frquence gnr par le contr-leur du variateur. Les mesures en millivolts(mV) de lafficheur correspondent auxmesures de courant en ampres (A) de laphase actuelle.

Fixez la pince aux diffrents cbles (tour tour) de la phase dalimentation dentre etenregistrez chaque mesure. Assurez-vous quelquilibre est correct, c.--d. que les mesuresne prsentent pas un cart suprieur 10 %.

Tension de sortie

Pour mesurer la tension de sortie AC au niveaudu variateur ou des bornes du moteur:

1. Slectionnez la fonction de tension AC

(VAC).2. Reliez la sonde noire lune des bornes du

moteur ou lune des bornes de tension desortie de phase.

Grce son ltre passe-bas slectionnable, lemultimtre Fluke 87V effectue des mesuresprcises de la tension, du courant et de lafrquence de sortie, que ce soit au niveau duvariateur ou aux bornes du moteur. Une foisle ltre slectionn, le multimtre gnre desrelevs de tension et de frquence (vitesse dumoteur) conformes aux indications du contr-leur. Combin des pinces de courant effetHall, le ltre passe-bas permet galement demesurer avec exactitude le courant. Toutes cesmesures sont particulirement utiles lorsquel-les doivent tre prises au niveau du moteur, loinde lafcheur du variateur de vitesse.

Prendre des mesures en toute scurit

Avant de tester des composants lectriques, ilconvient de savoir comment prendre des mesu-res en toute scurit. Quel que soit son niveau

de scurit, aucun instrument de test ne vousprotgera contre une mauvaise manipulation.En outre, beaucoup dinstruments ne sont pasconus pour les variateurs de vitesse.

et la tension maximale gurent sur le panneauavant de linstrument, la hauteur des bornesdentres.

La prise de mesures

Voyons prsent quelles sont les possibilitsdu multimtre numrique Fluke 87V. La pro-

cdure ci-dessous dcrit des mesures effectuessur une commande de variateur triphas 480V(US) au niveau des borniers du tableau decommande. Ces mesures pourraient sappli-

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3. Reliez la sonde rouge lune des deux autresbornes de tension de phase.

4. Appuyez sur le bouton jaune pour activer leltre passe-bas, puis enregistrez la mesure.

5. Ensuite, placez la sonde rouge au niveau

de la troisime borne de sortie de phase etenregistrez la mesure.

6. Vriez que ces deux mesures ne diffrentpas de plus de 1 % (voir gure 2). Ces mesu-res devraient galement tre conformes auxindications du contrleur (le cas chant).

7. Si le ltre passe-bas nest pas activ, lesmesures de la tension de sortie peuventtre 10 30 % suprieures, comme surun multimtre numrique classique (voirgures 1 et 2).

Vitesse du moteur (1)

Frquence de sortie partir dune tension de

rfrence

Pour identier la vitesse du moteur, il suft demesurer sa frquence laide du ltre passe-bas. Cette mesure peut tre effectue entre deuxbornes du moteur ou deux bornes de tensionde phase.

1. Slectionnez la fonction de tension AC(VAC) du 87V.

2. Reliez les sondes aux deux bornes du moteur

ou aux deux bornes de tension de phase.3. Appuyez sur le bouton jaune pour activer leltre passe-bas.

4. Appuyez sur le bouton Hz. La mesure af-che lcran correspond la vitesse dumoteur. Cette mesure aurait t incorrectesans le ltre passe-bas du Fluke 87V (voirgures 3 et 4).

Courant de sortie

Tout comme pour le courant dentre, munis-sez-vous dune pince de courant pour mesurerle courant de sortie.Rptez la procdure de mesure du courantdentre en veillant toutefois xer la pincede courant chaque cble de phase de sortie et enregistrer chaque mesure. Assurez-vous quelquilibre est correct, c.--d. que les mesuresne prsentent pas un cart suprieur 10 %.(Voir gures 5 et 6)

Vitesse du moteur (2)

Frquence de sortie partir dun courant de

rfrence, mesure laide dune pince AC/DC

effet Hall (i410, i1010)

Pour les moteurs exigeant au moins 20 amp-res de courant de fonctionnement, la vitessedu moteur peut tre calcule en mesurant safrquence laide de pinces de courant.

Pince de type transformateur: utilisez la fonc-tion mA/A AC. Les mesures en milliamp-res (mA) de lafcheur correspondent auxmesures de courant en ampres (A) de laphase actuelle.

Pince effet Hall: Jusqu prsent, lesproblmes de bruit ont toujours empch deprendre des mesures prcises avec des pinces effet Hall. Dsormais, cest possible grceau ltre passe-bas. Slectionnez la fonctionde tension AC (VAC). Appuyez sur le boutonjaune pour activer le ltre passe-bas. De cettefaon, le multimtre va exclure le bruithaute frquence gnr par le contrleur duvariateur. Fixez la pince lun des cbles dephase de sortie.

1. Vriez que le multimtre mesure bien uncourant dau moins 20 ampres.

2. Appuyez sur le bouton Hz. Les mesures af-ches lcran correspondent la vitesse dumoteur en termes de frquence.

Mesures du bus DC

Pour fonctionner correctement, un variateurde vitesse doit disposer dun bus DC perfor-mant. Si ce dernier est incorrect ou instable,les capacits ou les diodes du convertisseurpeuvent prsenter une dfaillance. La tensiondu bus DC doit correspondre environ 1,414fois la tension dentre phase phase. Pourune entre 480 V, le bus DC doit avoir unetension approximative de 679 V DC. Le busDC est reprsent par DC+/DC- ou B+/B- sur

le bornier du variateur de vitesse. Pour mesurerla tension du bus DC:

1. Slectionnez la fonction de tension DC(VDC).

2. Reliez la sonde noire la borne DC- ouB-.

3. Reliez la sonde rouge la borne DC+ ouB+.

La tension du bus doit correspondre auxdonnes dexemple ci-dessus et doit tre

relativement stable. Pour connatre le niveaude tension dondulation AC du bus, placezle slecteur de fonction sur la fonction VAC.Certains variateurs de petite taille doivent tredsassembls pour pouvoir mesurer la tensiondu bus DC. Dans ce cas, utilisez la fonctionde crte min./max. (Peak MIN MAX) du 87Vpour mesurer la tension du bus DC via le signalde tension de sortie.

1. Slectionnez la fonction de tension AC(VAC).

2. Reliez les sondes deux tensions de phasede sortie.

3. Appuyez sur le bouton MIN MAX.4. Appuyez sur le bouton SBB(crte

min./max.)

La mesure afche lcran sous Peak MINMAX correspond la tension du bus DC.