Principes fondamentaux des commutateurs de transfert automatique (ATS) ?

Double alimentation automatique Commutateur de transfertUn système de commutation automatique (ATSE) est un dispositif électrique permettant de basculer automatiquement entre deux alimentations électriques différentes.

Comment ça marche

Un inverseur de source automatique à double alimentation relie généralement deux sources d'alimentation : une alimentation principale et une alimentation de secours. En cas de défaillance de l'alimentation principale (panne de courant, surtension, etc.), l'inverseur détecte automatiquement la défaillance et bascule le circuit de charge de l'alimentation principale vers l'alimentation de secours dans un délai spécifié, afin de garantir l'alimentation continue des équipements. Lorsque l'alimentation principale est rétablie, l'inverseur peut rétablir automatiquement ou manuellement l'alimentation de charge sur l'alimentation principale, selon les conditions définies.

Structure et composition

Corps de commutateur : il s’agit de la mise en œuvre de composants de commutation de puissance, généralement sous la forme d’un commutateur mécanique ou électrique, pouvant être utilisé entre différentes sources d’alimentation pour une connexion et une déconnexion électriques fiables.
Contrôleur : Il sert à surveiller l’état de deux alimentations, notamment la tension, la fréquence et la phase, et à commander le fonctionnement du commutateur selon des règles et une logique prédéfinies. Le contrôleur assure la détection, le traitement et le contrôle des signaux, ce qui lui permet de diagnostiquer rapidement et précisément les pannes d’alimentation et d’émettre des instructions de commutation.
Mécanisme de commande : il exécute les instructions du contrôleur et actionne le corps de l’interrupteur pour couper l’alimentation. Ce mécanisme peut être électrique, pneumatique ou électromagnétique afin de répondre aux différents scénarios d’application et aux exigences de charge.

Taper

Classe PC : de structure intégrale, le système de contact est en alliage d'argent ou en alliage de cuivre, offrant une capacité de coupure et une fiabilité élevées, capable de résister aux courants de court-circuit, et adaptée aux lieux exigeant une grande fiabilité d'alimentation électrique, tels que les hôpitaux, les aéroports, les centres de données, etc.
Classe CB : Disjoncteur comme corps principal, avec fonctions de protection contre les surintensités, les courts-circuits et autres, mais son temps de commutation est relativement long, convient à certains endroits où la continuité de l’alimentation électrique n’est pas particulièrement exigeante, mais où le circuit nécessite une protection, tels que les usines, les bâtiments commerciaux, etc.

Scénarios d'application

Dans les hôpitaux, les services critiques tels que les blocs opératoires et les unités de soins intensifs nécessitent une alimentation électrique continue. Les commutateurs de transfert automatique double alimentation basculent rapidement sur une autre source d'alimentation en cas de panne, garantissant ainsi le fonctionnement normal des équipements médicaux et la sécurité des patients.
Centre de données : un centre de données stocke une grande quantité de données critiques ; les serveurs et autres équipements ne peuvent pas être mis hors tension facilement. Un commutateur de transfert automatique à double alimentation permet de basculer en temps voulu sur l’alimentation de secours afin d’éviter toute perte de données et toute interruption de service.
Transports : l’éclairage, la signalisation, les équipements de sécurité, etc., des aéroports, des gares et autres plateformes de transport dépendent d’une alimentation électrique fiable. Un commutateur de transfert automatique à double alimentation garantit le fonctionnement continu de ces équipements essentiels en cas de panne de courant, assurant ainsi la continuité du trafic et la sécurité.
Production industrielle : dans certains processus de production industrielle qui ne peuvent pas être facilement arrêtés, comme dans les industries chimiques, sidérurgiques et autres, le commutateur de transfert automatique à double alimentation peut basculer rapidement en cas de problème d’alimentation électrique, évitant ainsi l’arrêt des équipements de production et réduisant les pertes de production.

Quels sont les défauts courants des commutateurs de transfert automatique à double alimentation ?
Les pannes courantes des commutateurs de transfert automatique à double alimentation comprennent des commutations anormales, des temps de commutation anormaux, une surchauffe et une brûlure des contacts, une défaillance du contrôleur, etc. Voici une analyse détaillée :
Impossible de basculer correctement
Défaillance du circuit de détection de coupure de courant : une défaillance des composants du circuit de détection, tels que le transformateur de tension, le transformateur de courant, les résistances, les condensateurs, etc., empêchera le contrôleur de détecter avec précision l’état de l’alimentation électrique et l’empêchera d’émettre une commande de commutation.
Panne du contrôleur : une défaillance du microprocesseur interne, de la mémoire ou du circuit logique du contrôleur peut empêcher ce dernier de fonctionner correctement et de contrôler l’interrupteur.
Défaillance du mécanisme de fonctionnement : une défaillance du mécanisme de fonctionnement du moteur, de l’engrenage de transmission, de la bielle et d’autres pièces, telle qu’une surchauffe du moteur, une usure des engrenages, une rupture de la bielle, etc., empêchera l’interrupteur d’effectuer la commutation.
Temps de basculement anormal
Les paramètres du contrôleur sont mal configurés : le délai de commutation est trop long ou trop court, ce qui ne répond pas aux exigences pratiques. Les exigences en matière de délai de commutation varient selon les scénarios d'application. Un paramétrage inapproprié peut entraîner un dysfonctionnement des équipements en charge en raison d'une coupure de courant prolongée.
Fluctuations de la tension d'alimentation : lorsque les fluctuations de tension entre les deux alimentations sont importantes, cela peut affecter l'évaluation de l'état de l'alimentation par le contrôleur, et entraîner ainsi un décalage du temps de commutation.
Surchauffe et brûlure des contacts
Mauvais contact : à long terme, des défauts de contact peuvent apparaître suite à l’oxydation, l’usure, etc., entraînant une augmentation de la résistance de contact. Le passage d’un courant génère alors une forte chaleur, provoquant une élévation de la température de contact.
Le courant de charge est trop élevé : si le courant de charge réel dépasse le courant nominal du commutateur de transfert automatique à double alimentation, le contact supportera un courant trop élevé, ce qui entraînera une surchauffe.
Défaut du système d'extinction d'arc : les problèmes du système d'extinction d'arc, tels que l'endommagement du couvercle d'arc, le manque de milieu d'extinction d'arc, etc., empêcheront l'arc de rupture de contact de s'éteindre à temps, l'arc continuera de brûler, ce qui entraînera une forte augmentation de la température du contact et la destruction de celui-ci.
Dysfonctionnement du contrôleur
Défaillances logicielles : des erreurs, des bogues ou des incompatibilités de version dans le programme du contrôleur peuvent entraîner un fonctionnement anormal de celui-ci, par exemple une mauvaise appréciation de l’état de l’alimentation et un défaut de contrôle de la commutation.
Panne matérielle : les composants électroniques du contrôleur, tels que les puces, les condensateurs, l’oscillateur à cristal, etc., sont endommagés par le vieillissement, la surchauffe, la surtension, etc., ce qui empêche le contrôleur de fonctionner correctement.
Indique que le signal est anormal
Dommages au voyant indicateur : le voyant indiquant l’état de l’alimentation, la position de l’interrupteur et d’autres informations ne peut pas s’afficher normalement en raison de dommages à la lampe, d’un mauvais contact de ligne et d’autres raisons, ce qui rend difficile pour l’opérateur d’évaluer l’état de l’équipement.
Défaillance de la transmission du signal : la ligne de transmission du signal entre le contrôleur et le voyant indicateur est ouverte, en court-circuit ou présente d’autres défauts, ce qui empêchera le voyant indicateur de recevoir le signal correct, indiquant ainsi une anomalie.

Avantages et inconvénients des différents types de commutateurs de transfert automatique à double alimentation

Le commutateur de transfert automatique à double alimentation se divise principalement en deux types : le type PC et le type CB 2, chacun présentant des avantages et des inconvénients différents.

Commutateur de transfert automatique à double alimentation de classe PC
Avantages
structure simple: grâce à sa structure intégrée, généralement composée d'un système de contact de conversion, d'un mécanisme d'entraînement et d'un contrôleur intelligent, sans dispositif de déclenchement complexe ni autres dispositifs de protection, sa structure est relativement simple et sa fiabilité élevée.
Vitesse de commutation rapide: capable d'effectuer une commutation de puissance en un temps court, généralement inférieur à 100 ms, convient aux situations exigeant une continuité d'alimentation électrique élevée, telles que les centres de données, les salles d'opération des hôpitaux, etc., et permet d'éviter efficacement que le temps de commutation de puissance ne soit trop long et n'entraîne une interruption de service des équipements ou une perte de données.
Capacité de coupure élevée : le système de contact utilise des matériaux haute performance tels qu’un alliage d’argent ou un alliage de cuivre, qui présentent une capacité de coupure élevée, peuvent résister à un fort impact de courant de court-circuit et peuvent interrompre le circuit de manière fiable en cas de panne d’alimentation électrique, assurant ainsi la sécurité des équipements et du personnel.
Courant sans impact: lors du processus de commutation, grâce à une conception et un contrôle raisonnables, il est possible de réaliser une commutation de courant sans impact, avec un impact moindre sur l'équipement de charge, particulièrement adapté aux exigences de haute qualité d'alimentation des équipements de précision.
Inconvénients
La fonction de protection est relativement faible.: le commutateur de transfert automatique à double alimentation de niveau PC ne dispose généralement pas de fonctions de protection contre les surintensités, les courts-circuits et autres, et doit être utilisé conjointement avec d'autres dispositifs de protection, ce qui augmente la complexité et le coût du système.
Prix ​​élevéEn raison de ses matériaux haute performance et de son processus de fabrication avancé, ainsi que des exigences strictes en matière de fiabilité et de vitesse de commutation, le prix du commutateur de transfert automatique double alimentation de classe PC est relativement élevé, ce qui peut limiter son utilisation dans certains projets sensibles aux coûts.
Commutateur de transfert automatique à double alimentation de classe CB
Avantages
Avec fonctions de protectionLe disjoncteur, en tant qu'élément principal, possède lui-même des fonctions de protection contre les surintensités, les courts-circuits, les surcharges et autres, et peut couper le circuit à temps en cas de défaillance afin de protéger les équipements de charge et la sécurité de la ligne. Ce modèle réduit l'utilisation d'appareils électriques de protection externes et simplifie la configuration du système.
Le prix est relativement bas: comparé à la classe PC, le commutateur de transfert automatique à double alimentation de classe CB possède une structure et un processus de fabrication relativement simples, ce qui explique son prix relativement bas et son utilisation plus répandue dans des situations où le contrôle des coûts est plus strict, comme dans les usines industrielles ordinaires, les bâtiments commerciaux et d'autres applications.
Inconvénients
vitesse de commutation lenteEn raison du mécanisme de fonctionnement relativement complexe du disjoncteur et de la nécessité d'un certain temps pour effectuer l'action de déclenchement et de fermeture, le temps de commutation du commutateur de transfert automatique à double alimentation de classe CB est plus long, généralement entre quelques centaines de millisecondes et quelques secondes, ce qui peut ne pas être suffisant pour certains appareils nécessitant une très grande continuité d'alimentation électrique.
Capacité de freinage limitéeBien que le disjoncteur lui-même possède une certaine capacité de coupure, la capacité de coupure globale du commutateur de transfert automatique à double alimentation de classe CB est relativement faible par rapport à celle de la classe PC. Par conséquent, face à des courants de court-circuit importants, le commutateur de transfert automatique à double alimentation de classe CB, ayant une capacité de coupure relativement faible, peut ne pas être en mesure de couper le circuit de manière fiable, ce qui présente certains risques pour la sécurité.
Courant impulsionnelLors de la commutation, en raison des caractéristiques de fonctionnement du disjoncteur et de l'arc électrique au moment de la séparation des contacts, un certain courant d'impulsion peut se produire, ayant un impact sur l'équipement en charge. Pour certains appareils nécessitant une grande stabilité d'alimentation électrique, des mesures supplémentaires peuvent être nécessaires pour supprimer les surintensités.