Précisions de type d'onduleur et problèmes électriques.

Introduction / Terminologie

Un onduleur, dans le sens informatique, est une alimentation de secours permettant d'éviter une coupure électrique immédiate sur le ou les appareils qui lui sont reliés. Dans la définition électronique, c'est un appareil permettant de transformer un courant continu en courant alternatif ; et plus précisément, c'est un générateur de courant alternatif de signale sinusoïdale (contraire du redresseur).

La durée de secours d’un onduleur dépend de la consommation (charge) énergétique des appareils qui lui sont connectés ainsi que de la puissance emmagasinée par la ou les batteries.

Il faut savoir, que les dysfonctionnements électriques ne sont pas rares. On pourrait s’attendre, dans un usage professionnel, voir même familial, que chaque ordinateur soit protégé par un onduleur. Dans la réalité, seul les salles systèmes contenant les serveurs et les composants réseaux actifs sont quasiment toujours protégés.

Les disfonctionnements électriques peuvent être catégorisés en 9 niveaux graduels. Plus l'onduleur gère un niveau sensible (élevé), plus il est coûteux.

Certaines documentations d'onduleurs n'abordent qu'une partie des perturbations pouvant affecter un réseau électrique. Les problèmes non énoncés ne sont pas pris en charge.

/!\ On trouve parfois le terme de « ondulateur » ; est-ce une faute de français, de traduction ou simplement un synonyme ? Si vous avez une définition de ce mot, qui n'existe pas dans mon dictionnaire, ni même chez Wikipéda, n'hésitez pas à m'informer.

Classification des problèmes électrique et Topologie (Type) des onduleurs

« off-line » ou « stand-by » ou « veille passive » Il délivre le courant du secteur et en cas de variation excessive de tension ou de coupure franche, il bascule sur la batterie (parfois pas assez rapidement pour les charges sensibles). Les creux de tension et les surtension brèves peuvent être plus ou moins bien filtré suivant le modèle. 1 Coupure Réseau 2 Creux de Tension 3 Surtension « line interactive » ou « in-line » ou « veille active » C'est un « off-line » amélioré d'un régulateur de tension. Ainsi votre batterie n'est utilisée qu'en cas de coupure franche ou en complément de tension. 4 Baisse de Tension 5 Hausse de Tension « on-line » ou « on-line double conversion » Les onduleurs de type « on-line » ou « on-line double conversion » vous protègeront des 9 défauts connus. La tension de sortie est toujours filtrée, régulée en tension et en fréquence (lissé, stabilisé). Le « on-line » fournit constamment la charge par l'énergie venant des batterie, limitant leur durée de vie généralement à 3 ans. Les nouvelles solutions parles plutôt de « on-line double conversion » qui alimente la charge à travers ses fonctions redresseur (AC/DC) et inverseur (DC/AC). La batterie n'est utilisée que pour une variation importante de la tension ou de la fréquence d’entrée. 6 Distorsion Transitoire 7 Bruit de Ligne 8 Variation de Fréquence 9 Distorsion Harmonique

Je vous propose ci-contre, un tableau résumant en 9 niveaux les problèmes électriques courants (inspiré du site Powerware).

Voici quelques explications supplémentaires.

Coupure électrique / Niveau 1 :
Ce produit lorsque le courant n'existe plus. Les raisons peuvent être variable, comme une coupeur de secteur, un disjoncteur basculé, un plombs fondu, etc.
Les coupures franches sont de niveau 1.

Micro coupure / Niveau 4 bis :
C'est une coupure électrique suffisamment brève pour gêner les appareils (figer, planter, redémarrer). Les onduleurs « off-line » ne sont souvent pas assez sensible pour réagir sur ce type de problème. Ce problème n'est pas de niveau 2, mais plutôt de niveau 4.

Variations de tension de faible amplitude / niveau 2 et 3 :
Lorsqu'elle est faible, c'est-à-dire dans la limite autorisé (marge de tension), l'onduleur simple l'ignore. Dans ce cas, c'est votre matériel qui devra compenser la variation avec ces propres composants électroniques. Dans un onduleur avec régulateur de tension, cette variation sera lissée.
Elle peut être causé par la mise en route de moteur, de ventilateur, d'ascenseur, de radiateurs...

Chute de tension / niveau 4 :
C'est une variations de tension dépassant la limite autorisé. Les derniers onduleurs proposent des commutateur (DIP) pour régler la sensibilité (intervale de tension).

Surtension / hausse de tension / Niveau 5 :
La tension nominale en France est de 230 Vca (Volte Courant Alternatif), qui peut varier entre 220 Vca et 250 Vca. Au dessus de cette valeur, c'est une surtension. Ce problème est bien géré par tous les onduleurs et peut même être paramétré sur certain.

Pic de tension / Niveau 5 :
C'est une surtension brèves, plus ou moins forte. Elle peut être causé par l'arrêt d'un moteur, ascenseur, téléviseur...

Parafoudre / para-surtenseur :
La foudre est un pic de tension extrême, pouvant aller jusqu'à la destruction du matériel. Il est impossible de s'en protéger, même si le système n'est pas totalement inefficace. Le para-surtenseur protège d'un fort pic de tension en utilisant un fusible électronique. Dans ce cas, c'est l'onduleur qui ne fonctionnera plus sans changer la pièce.

Distorsion du signale / Niveau 6 :
Induit par des courantes de fuites ou de déphasage d'origine varié, comme l'inductance, un composant ou isolation défectueux. Suivant l'importance de la distorsion, ce phénomène devrait probablement être lissée par le transformateur de votre matériel.

Parasites / Bruit / Niveau 7 :
C'est une difformité du signale électrique induit par des systèmes mécaniques, électromagnétique et générateur de fréquence, comme les néons, des moteurs à grande rotation, sans oublier le rasoir électrique, le téléphone portable, le micro-onde... Là encore, les transformateurs en courant continu (comme pour l'ordinateur, mais pas l'écran CRT) ne devraient pas être affecté par ce problème.

Variation de fréquence / Niveau 8 :
Les causes peuvent être variées, mais provenant rarement de votre installation. Cette défectuosité est souvent dans la génération même du courant au niveau des transformateurs électrique hauteur tension vers tension domestique. Dans ce cas, ce sera de la responsabilité de votre fournisseur d'électricité.

Distorsion harmonique :
La distorsion harmonique provoque une diminution de la qualité de la puissance, ce qui contribue à une détérioration voire à des problèmes de fonctionnement des appareils électriques. Elle peut être engendrée par la superposition de signale électrique de phrase et tension peu différentes. Il est très rare que cela soit causé par votre propre installation.

Technologie - Principe générale d'un onduleur informatique

D'une façon très simplifiée, un onduleur est un accumulateur électrique qui fournir du courant en cas de panne secteur. C'est un matériel électronique composé des principaux éléments suivants :

- un redresseur de courant (filtre aussi les surtension),
- un transformateur de courant alternatif en courant continu, noté AC/DC,
- un chargeur d'accumulateur et/ou batterie,
- un accumulateur ou batterie(s),
- un onduleur de courant continu en courant alternatif (générateur de signal), noté DC/AC
- et sur certain modèle, un « régulateur de tension » qui permet, entre autre, de filtrer des problèmes de variations de tension.

Technologie - Schématisation des différents topologies (types)

La technologie « off-line » ou « stand-by » ou « veille passive » est une solution économique pour une faible charge relativement peu sensible. Lorsque des applications logiciel fonctionnent en réseau, leur facteur de risque en « communication » doit être pris en charge par le serveur logiciel. Dans ce cas, les coupures ne sont généralement pas primordial.
Le composant « relais de transfert » permet de commuter entre l'alimentation secteur et l'onduleur. Le délais de réaction, bien que rapide, est parfois trop lent pour du matériel très sensible. On parle de « veille passive », car cette technologie attend patiemment la coupure électrique pour intervenir.

La technologie « line-interactive » ou « in-line » ou « veille active » effectue une stabilisation de tension hautement efficace, grâce à son régulateur (booster), et offre une autonomie importante. Elle possède un filtre d'entrée en plus du filtre de sortie.  Le « commutateur de transfert » interagie lorsque la capacité de traitement du régulateur risque de ne plus être suffisante. Ainsi, la commutation du l'onduleur permet une continuité total de l'alimentation sans aucune coupure. Elle présente surtout un intérêt pour un réseau électrique plus ou moins perturbé. Dans cette solution, certain onduleur offre une possibilité de configuration et de supervision logicielle avec une interface de communication.

La technologie « on-line » ou « on-line double conversion » est la meilleure, en terme de protection, de stabilisation de tension et de fréquence et d'autonomie de la batterie.
Il n'y a pas de commutateur, cependant le composant « bypass dynamique » joue un peu ce rôle permettant de limité l'usage de la batterie qu'en cas de variation très importante de la tension ou de la fréquence d'entrée.
L'important de cette technologie « on-line », c'est que tous le courant alternatif (AC) sortant de l'onduleur, et alimentant les charges, provient d'un courant continu (DC) qui lui même provient de la transformation du courant alternatif (AC) du serveur. C'est pour cela que l'on parle de technologies « double conversion » (AC/DC/AC). En cas de coupure de secteur, la transformation en courant continu (AC/DC) est interrompu ; dans ce ca, c'est la batterie qui est utilisé pour la génération du courant de sortie (onduleur, DC/AC).

Faites attention : certains fabricants intitulent « on-line » des modèles « line-interactive », et on trouve également des hybrides « on-line » avec une commutation batterie de type « off-line », ce qui n'est pas grave si l'inertie énergétique est suffisant pour une continuité de charge (en gros, aucune coupure).

Le logiciel de communication et de supervision est très utile pour la protection des applications vitales de votre entreprise. Il permet de configurer une extinction de votre serveur en cas de coupure prolongé du secteur. La durée de décharge de la batterie dépend de sa puissant et de la charge qui lui est relié. Il sera toujours préférable de terminer les application et éteindre proprement les serveurs avant l'épuisement total des batteries.

Technologie - Caractéristique d'un onduleur - Choisir son onduleur

Chaque onduleur a des caractéristiques techniques différents comme : la puissance, la connexion d'alimentation, la supervision dynamique (managable) et sa communication, la topologie (type d'onduleur), la batterie (type, coût) et sa durée de vie, la durée de secours, quelques technologies supplémentaires de qualité de tension et/ou de durée de vie de batteries (AVR, ABM), etc.

Technologie :
C'est le type d'électronique composant l'onduleur qui est regroupé par les termes :

• « off-line » ou « stand-by » ou « veille passive »

• « line interactive » ou « in-line » ou « veille active »

• « on-line » ou « on-line double conversion »

Puissance : c'est la capacité de l'onduleur à restituer une alimentation de secours en cas de coupure électrique ou de variation importante. Elle est exprimé en VA (Voltampère). La durée du secours électrique est proportionnelle à la charge reliée sur l'onduleur et à la capacité d'accumulation des batteries.

Certains sites vous conseillent un onduleur de 1.5 fois la puissant de la charge (ordinateur) ; ce coefficient est un calcul mathématique provenant de la variation du courant dans un signal sinusoïdale. Ainsi, pour une alimentation informatique de 300W, il serait préférable d'avoir 300*1.5 = 450VA au minimum. Acquérir un onduleur de puissance inférieur a 500VA n'est plus vraiment conseillé, vu la quantité de périphérique non alimenté fonctionnant en USB aujourd'hui.

Durée de secours :
aaa

Batterie :
Vous trouverez rarement des informations sur les batteries contenues dans l'onduleur, à l'exception des modèles de constructeurs (comme MGE, APC, Powerware, liebert, etc.) qui les affichent sur leurs sites Internet. Il est important de connaître le type, le modèle et le nombre de batterie utilisées. En effet, si vous devez les remplacer, leurs prix peuvent varier du simple au double. On retrouve majoritairement des batteries de 12 volts, mais leur intensité est très variable. Ainsi, une batterie peut coûter 30 Euros pour un onduleur et 75 Euros pour un autre.

Durée de vie des batteries : elles dépendent du type chimique des batteries et surtout du nombre de charger et de décharge. Sur les phases de travail des batteries, la température intérieure de l'onduleur peut augmenter fortement et nuire gravement à la durée de vie des batteries. Elle est donc directement lié à la quantité de dysfonctionnement électrique du secteur et de la topologie de l'onduleur. Certains constructeurs ont amélioré leur ordinateur avec des composants qui permettent d'amoindrir l'usage des batteries (AVR, ABM, buck & boost, etc.).

quelques technologies supplémentaires de qualité de tension et/ou de durée de vie de batteries (AVR, ABM, buck & boost, etc.), etc.

Connexion d'alimentation
 

Supervision dynamique (managable) et sa communication,

connectique :
USB, Serie
ECS (FR) femelle et mâle
IEC 320 C13 et C14

Batteries remplaçable à chaud	Protection pour lignes de données Modem-Fax-ADSL	Line interactive avec AVR	Ports de communication USB

bascule sur batterie, autonomie (pour sauvegarde des donner et éteindre le pc)

L'onduleur est un appareil servant a protégé vos appareil électrique. système qui à pour vocation d'effectuer une protection éclectique pour votre matériel informatique (ou tous autres électroménager)

Choisir - Constructeur

Voici quelques sites de constructeur :

http://www.s2s.fr/
http://www.mgeups.fr/
http://www.apc.com/
http://www.powerware.fr
http://liebert.fr = Emerson Network Power UPS (Onduleur)
 

Lexique

AVR : pour les in-line : Régulation Automatique de la tension par amplification et écrêtage.
Buck & Boost : régule les fluctuations de la tension d'entrée grâce à une technique élévateur/abaisseur. Pour plus de précision, voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Convertisseur_Buck-Boost
ABM : permet d'allonger la durée de vie des batteries de 50% (Brevet Powerware),
ABM (gestion des batteries)
L’ABM est un système de charge batteries en trois étapes destiné à prolonger leur durée de vie. Première étape : charge rapide à 90% de la capacité. Deuxième étape : charge de la batterie à 100%. Troisième étape : mise au repos. Ce cycle ne débute qu’après une coupure prolongée du réseau ou après un autotest automatique constatant une décharge trop importante de la batterie.
AC : Courant Alternatif venant du réseau électrique ou d’un groupe électrogène.
ASI : sigle français de "Alimentation Statique Ininterruptible" (voir UPS en Anglais).
ASR : Sigle de "Advanced Surge Reduction" désignant un dispositif de protection contre les surtensions.
Batteries remplaçables : Les batteries remplaçables permettent à l’utilisateur de changer facilement les batteries d’un onduleur après l’avoir éteint.
Batteries remplaçables à chaud : Possibilité de changer les batteries de l’onduleur sans arrêter les équipements protégés.
DC : Courant continu : Type de courant qui s’écoule toujours dans la même direction. Sa valeur moyenne n’est donc jamais nulle, sauf si le courant est coupé.
Distorsion harmonique : Présence d’harmoniques qui changent la forme de la tension alternative d’une sinusoïde simple en une forme d’onde complexe. La distorsion harmonique peut être générée par une charge et ré-injectée sur le réseau, créant des problèmes aux autres équipements connectés sur le même circuit.
Double conversion : Conception d’un onduleur équipé d’un redresseur à l’entrée (conversion alternatif/continu) suivi d’un inverseur (conversion continu/alternatif). La double conversion isole totalement la sortie de l’onduleur de toutes les perturbations de l’entrée. Voir Onduleur Online.
Elévateur/abaisseur (buck & boost) : Procédé de régulation de tension utilisé lors d’une surtension ou d’une sous-tension à l’entrée d’un onduleur. L’élévateur permet d’augmenter la tension lors d’une sous-tension et l’abaisseur de la réduire lors d’une surtension. En résultat, la batterie est beaucoup moins sollicitée et dure plus longtemps.
Filtrage : Méthode permettant de supprimer le bruit de la tension de sortie d’un onduleur
Forme d’onde carrée : Sortie générée par un onduleur de base, très économique. Satisfaisante pour des charges peu sensibles, elle n’est pas acceptable pour certains types d’équipements électroniques.
Fréquence : Nombre de cycles effectués par seconde, exprimé en Hertz (Hz). En Europe, le courant électrique effectue 50 cycles par seconde (50 Hz)
Onduleur Line-interactive : Onduleur en interaction avec le réseau électrique, dit en veille active. Contient un convertisseur DC/AC déconnecté en fonctionnement normal. En cas de coupure, le convertisseur se connecte très rapidement. Un onduleur line-interactive permet généralement de réguler la tension de sortie (sauf les harmoniques et variations de fréquence) et de se protéger des surtensions.
Onduleur Off-line (ou Standby) : Onduleur en veille passive. En fonctionnement normal, la charge est alimentée directement par le réseau. En cas de variation excessive de la tension ou de coupure longue, la charge est transférée sur l’onduleur et sa batterie par un commutateur rapide (mais suffisamment lent pour perturber gravement les charges sensibles).
Onduleur Online : Onduleur qui alimente la charge en permanence à travers ses fonctions redresseur (AC/DC) et inverseur (DC/AC). La batterie ne rentre en jeu (sans délai de commutation) qu’en cas de variation très importante de la tension ou de la fréquence d’entrée. La tension de sortie est toujours filtrée, régulée en tension et en fréquence.
Pleine charge : La charge la plus élevée qu’un circuit peut supporter sous des conditions spécifiques. A partir de ce point, toute charge additionnelle est considérée comme surcharge.
Redresseur : Module convertissant une entrée alternative en sortie continue régulée.
Régulation : Méthode de maintien de la tension dans une bande étroite.
Rendement : Rapport de la puissance de sortie de l’onduleur et de la puissance d’entrée. Par exemple, un onduleur ayant un rendement de 95% restitue à la charge 95% de la puissance qu’il reçoit en entrée. Les 5% restant sont dissipés sous forme de chaleur.
RFI : sigle de "Radio Frequency Interference" (interférence de fréquence radio)
Sous-tension : Variation transitoire de la tension de sortie en dessous des limites qui peut se produire lorsque l'alimentation démarre ou s'arrête ou en cas de variation importante de l'entrée ou de la charge.
Surcharge : Condition rencontrée lorsque la charge (équipements protégés) demande plus de puissance que ne peut en fournir la source (onduleur par exemple)
Surtension : Variation transitoire de la tension de sortie, en dehors des limites précises définies de la régulation qui peuvent se produire au démarrage ou à l'arrêt de l'alimentation ou à la variation du secteur ou de la charge.
Tension régulée : Signal électrique de sortie exempt de bruit
Topologie d’un onduleur : Terme décrivant la circuiterie interne d’un onduleur et le niveau de protection qu’il garantit. Il existe trois topologies de base : standby (off-line), line-interactive, online.
Transformateur : Appareil qui abaisse ou élève la tension fournie par une source de courant alternatif.
Transformateur d’isolement : Un transformateur où les bobinages primaire et secondaire sont physiquement séparés. Bien que les deux bobinages ne soient pas connectés, le champ magnétique dans les enroulements du primaire crée un courant électrique au secondaire. De cette façon, la puissance électrique disponible à l’entrée peut être transférée à la sortie. Un transformateur d’isolement n’induit pas de bruit et de transitoires sur la sortie.
UPS : Uninterruptible Power System (ASI en français : Alimentation Statique Ininterruptible). Communément (et improprement) appelée onduleur.

blabla

aaa.

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