Courant d'appel (Inrush Current) d'une alimentation!

[invitee383f345]

Bonjour,
svp j'ai encore quelques petites questions à propos du "inrush current" qui se produit lors de la mise tension d'un appareil électronique.

1- Tout le monde dit que c'est à cause du chargement du condo. Néaumoins, théoriquement ou par simulation un tel circuit RC a un courant transitoire sans pointe et inférieur ou égale au courant nominal (dont le cas de passage de tension par 0 à la mise sous tension). Alors je me demande comment prouver la forte pointe théoriquement?

2- Il y a toujours deux phénomènes qui s'apparaissent dans la courbe du courant (durée entre les deux d'une seconde presque).Le premier a une courbe qui ressemble à la courbe de charge et décharge (courbe tension) du condo et le 2em ressemble à la courbe du courant d'un circuit RLC (sinusoide amortie). Comment peut-on éxpliquer ces deux défauts sachant que la simulation d'une alim Flyback ne les fait pas apparaitre?
(Voir Photo ci-joint).

Merci pour votre aide.
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[Jack]

Il faudrait le schéma de simulation pour commencer à en tirer des conclusions.

A+

[invitee05a3fcc]

théoriquement ou par simulation un tel circuit RC a un courant transitoire sans pointe et inférieur ou égale au courant nominal (dont le cas de passage de tension par 0 à la mise sous tension).

La théorie ou la simulation ... c'est comme un Bikini ... la vérité est en dessous et dans la pratique!


Démarre la sinusoïde de ton simulateur avec un décalage de 90° .... et tu comprendras ta douleur !

Quand j'allume ma TV (qui n'a pas de correction de facteur de puissance), je ne sais pas ou je tombe sur la sinusoïde du secteur. Je peux tomber sur 230*1,4142= 325V !

[harmoniciste]

Bonjour
Il n'y a pas que les charges de condos. Quand on alimente un transfo, on ne sait pas quelle est l'induction dans le noyaux magnétique à ce moment précis (dépend de l'instant de la coupure précédente). Si le noyaux est déjà à saturation à ce moment, il n'y a plus de variation de flux, ni de tension iduite pour s'opposer à la croissance du courant. Seule la résistance ohmique du circuit primaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jack]

Bonjour
Il n'y a pas que les charges de condos. Quand on alimente un transfo, on ne sait pas quelle est l'induction dans le noyaux magnétique à ce moment précis (dépend de l'instant de la coupure précédente). Si le noyaux est déjà à saturation à ce moment, il n'y a plus de variation de flux, ni de tension iduite pour s'opposer à la croissance du courant. Seule la résistance ohmique du circuit primaire.

Ok, mais à priori, quand on met un appareil en marche, le circuit magnétique de son transfo d'alim ne peut pas être saturé.

A+

[harmoniciste]

L'induction rémanente du circuit magnétique peut être assez proche de la saturation si le courant à été coupé au moment où l'induction maximum a été atteinte. L'intensité magnétique ne pourra guère s'accroitre davantage si le hasard vous fait rétablir le courant magnétisant dans le même sens pendant une demi periode .

[Jack]

Ca doit faire un sacré hystérésis si l'induction rémanente reste proche de la saturation. Déjà qu'en régime normal, on n'a intérêt à ne pas entrer en saturation du circuit magnétique ...

[harmoniciste]

Ca doit faire un sacré hystérésis si l'induction rémanente reste proche de la saturation. ..

Bonsoir
Vous pourrez observer un cycle typique de tôle de transformateur en fig 12 ici.
http://kudelsko.free.fr/articles/transformateurs2.htm#8

[harmoniciste]

(Suite) On y voit que la rémanence est supérieure à 60% de Bmax.
Puisque, en régime établi, le transfo doit passer en 1/2 période de -Bmax à + Bmax (soit 2 Bmax d'excursion), il devrait passer de 0,4 Bmax à 2,4 Bmax pendant la première demi période. Il ne fait alors aucun doute que le noyau sera archi-saturé puisqu'on se fixe en général Bmax =0,8 Bsat.

[Jack]

Merci pour l'info

A+

[invitee383f345]

Bonjour à tous et dsl pour ce retard.

- Jack : Les courbes des pièces jointes sont des vraies mesures par un oscilloscope lors de la mise sous tension d'une imprimante EPSON (Carte d'alim type Flyback avec une capacité de 220uF et une CTN (10 Ohms à 22° mesurée)).Ci-joint des simulations que j'ai fais sur une alim flyback avec PSIM.

A linstant t=20ms: mise sous tension de l'étage capacitif d'entrée (convertiseur et sortie isolés) et à t=100ms on connecte le convertisseur à l'entrée.(c'est peut les deux phénomènes que j'avais indiqué dans le poste #1).

- Daudet : Oui je suis tout à fait d'accord que la pratique est parfois autrement que la théorie mas je crois qu'on doit avoir quand meme des éxplications théoriques pour tout ça.Pour l'histoire du moment de la mise sous tension tu as raison et ça augmente un peu la pointe si le passage par le max.

- Harmoniciste : Même si je comprend pas bcp cette histoire d'industance rémanance à la mise sous tension d'un transfo je suis d'accord qu'il peut être lieu d'une pointe assez important mais la question qui s'oppose alors pourquoi on a pas de fort courant important lors de la mise sous tension d'une alim traditionnelle avec un transfo et eventullement un étage capacitif assez grand?

- J'ai pas pu expliquer pour quoi cette allure du courant Iin dans la courbe de simulation ci-joint????
Merci bcp pour votre participation...

[harmoniciste]

Bonjour chminds
Je n'ai pas pu ouvrir vos fichiers

[Jack]

Bonjour chminds
Je n'ai pas pu ouvrir vos fichiers

Un peu de patience, il faut qu'on valide les pièces jointes

Voilà, c'est fait.

[invitee05a3fcc]

il faut qu'on valide les pièces jointes

C'était pas la peine ....

Pour moi, ces simulations ne présentent aucun intérêt. On fait le test avec une sinusoïde qui part de zéro volt. C'est le cas qui n'arrive jamais dans la vraie vie !

Démarre ta simulation à 315V (et si tu ne sais pas faire, enclenche un relais avec 5 millisecondes de retard) et là, tu verras la sur-intensité de démarrage !

[invite5637435c]

Bonsoir,

1- Tout le monde dit que c'est à cause du chargement du condo. Néaumoins, théoriquement ou par simulation un tel circuit RC a un courant transitoire sans pointe et inférieur ou égale au courant nominal (dont le cas de passage de tension par 0 à la mise sous tension). Alors je me demande comment prouver la forte pointe théoriquement?

Si vous parlez bien de la première pointe de courant, c'est bien dû à la première charge du condensateur de 220µF qui est initialement déchargé => les diodes du pont débite sur une charge quasi nulle => le courant grimpe tant que la sinusoïde progresse et que Vc se charge puis les diodes se bloquent et C se décharge.

2- Il y a toujours deux phénomènes qui s'apparaissent dans la courbe du courant (durée entre les deux d'une seconde presque).Le premier a une courbe qui ressemble à la courbe de charge et décharge (courbe tension) du condo et le 2em ressemble à la courbe du courant d'un circuit RLC (sinusoide amortie). Comment peut-on éxpliquer ces deux défauts sachant que la simulation d'une alim Flyback ne les fait pas apparaitre?
(Voir Photo ci-joint).

Les 2 montages sont différents, on voit que l'alim de votre imprimante contient un PFC puisque son déphasage courant-tension est nul et le courant est bien sinusoidal, l'amortissement est lié également à un appel de charge à l'init de l'imprimante (têtes d'impression, etc) qui se stabilise rapidement.
Dans le cas de la simulation de votre flyback, on reconnait le déphasage normal lié à la charge réactive.
On voit l'appel de courant de C avant activation de l'étage du transfo jusqu'à T/4, puis le déphasage inductif provoqué par le primaire du transfo dès l'activation de celui-ci.
Pour vous en convaincre simulez un Vc(init)=Vmax vous ne verrez plus de pointe de courant pendant les 10ms de départ.
A+

[invitee383f345]

Bonjour et merci encore.

Excusez moi je vais répondre chacun par nom puisque je sais pas encore coment faire les multi-citations...

-DAUDET78: Je suis d'accord avec vous M. Daudet78, c'était just un exemple ou j'avais mis exprêt la tension de demarrage égale à 0V (j ai fais une disaines de mesures et j ss deja tembé pas mal de fois sur ce cas ou la tension est à peine de l'orde de quelque volts alors ça peut arriver même pratiquement.J'ai bien compris que tout dépend de l'instant de la mise sous tension et d'ailleurs en résolant l'équa diff du courant instantané (homogene+particulier) j'ai pris en compte le parametre alpha qui représente la valeur de tension à t=0. Pourtant par simulation c'est pas tout à fait à T/4 (Vint = Vmax) qu'on a une forte pointe (voir ci-aprés).

-HULK :Alors je pourrai conclure que la premiere pointe du courant présente la charge du condo et sa décharge (pour koi il se décharge et sur quelle charge?) et la 2em pointe présente la mise en service de la charge qui tire aussi du courant mais en géneral la pointe est plus grande que celle de la mise sous tension.

SVP voici quelque question et j'espere que vous me répondez une par une (avc numerotation si c possible) :

1- Pour quoi la courbe du courant, entre la mise sous tension et la mise en service de la charge(simulation), est sinusoidale mais varie entre 0 et -132A même aprés la charge total du condo? Dans les msure réel il commence par une pointe forte et aprés quelques autres moins intenses qui s'affaiblessent jusqu'à ce qu'ils disparaissent(voir courbe réelle en haut)?

2- J'ai remarqué aussi que la forme(temps de monté) de la pointe au début dépend du circuit LC (filtre EMI à l'entrée).Comment ça?

3-Voici quelques mesures du courant à commenter svp à propos du moment de mise sous tension (Vmax) :
à t=0 Vint=0V ==> Imax = 29.4A
à t=T/8 Vint=230V ==> Imax= 35.6A
à t=T/4 Vint=315V ==> Imax = 31.77A
à t=3T/8 Vint=206V ==> Imax = 14.5A
Donc c'est pas à Vint = Vmax qu'on a la forte pointe

[invite5637435c]

-HULK :Alors je pourrai conclure que la premiere pointe du courant présente la charge du condo et sa décharge (pour koi il se décharge et sur quelle charge?)

En réalité il cesse de se charger tout simplement, si vous avez une charge il va se décharger.
Le pic de courant indique une charge et le signal retombe s'il n'y a plus rien à charger.

et la 2em pointe présente la mise en service de la charge qui tire aussi du courant mais en géneral la pointe est plus grande que celle de la mise sous tension.

Tout dépend de la commande, en général on limite le démarrage de la commande par la fonction soft-start qui augmente en douceur le rapport cyclique et donc module progressivement la puissance de la charge.

1- Pour quoi la courbe du courant, entre la mise sous tension et la mise en service de la charge(simulation), est sinusoidale mais varie entre 0 et -132A même aprés la charge total du condo? Dans les msure réel il commence par une pointe forte et aprés quelques autres moins intenses qui s'affaiblessent jusqu'à ce qu'ils disparaissent(voir courbe réelle en haut)?

132A on voit bien que c'est de la simulation, sinon les plombs auraient déjà sauté.
Pour la simulation je ne saurai vous répondre, je ne pratique pas ces outils qui pour moi restent intéressants mais pas indispensables.

Je vous conseille plutôt la manip, plus risquée mais bien plus formatrice, surtout quand on débute.

2- J'ai remarqué aussi que la forme(temps de monté) de la pointe au début dépend du circuit LC (filtre EMI à l'entrée).Comment ça?

Oui, le filtre LC comme son nom l'indique est un passe-bas du 2eme ordre, dont le rôle est limiter la propagation de la fréquence de découpage et ses harmoniques associés vers la source (le secteur).
Une pointe de courant présente un front de montée (di/dt) qui va être d'autant plus atténué que le filtre sera efficace.
Egalement tau=L/r, et tau est la constante de temps de la pente du courant, augmenter L va influencer tau et donc agir aussi sur di/dt.
C'est le rôle du filtre EMI, limiter les di/dt générateurs de perturbations.

3-Voici quelques mesures du courant à commenter svp à propos du moment de mise sous tension (Vmax) :
à t=0 Vint=0V ==> Imax = 29.4A
à t=T/8 Vint=230V ==> Imax= 35.6A
à t=T/4 Vint=315V ==> Imax = 31.77A
à t=3T/8 Vint=206V ==> Imax = 14.5A
Donc c'est pas à Vint = Vmax qu'on a la forte pointe

Résultat logique, la charge en courant du condensateur n'est pas linéaire, ça pourrait faire l'objet d'un petit calcul très formateur afin de trouver t sur la sinusoide pour lequel on a ic(max) .
Un peu de maths ne nuit pas, surtout dans ce domaine.

A+

[invitee383f345]

Bonjour HULK et Toute l'équipe.

Dsl pour ce retard car j'ai déja envoyé des réponses et sont pas enregistées

=HULK28;2389144]En réalité il cesse de se charger tout simplement, si vous avez une charge il va se décharger].

tout à fait, on fait si je met une résistance en série, on voit que le condo se charge qaund V positive et décharge dans la résistance jusqu'à atteindre la valeur de tension max.Pourrais-je dire alors que l'allure du courant mesuré(piece jointe) présente la charge(1er pointe pour alterance 1) à une certaine pourcentage (dépend de R) et se décharge dans R en attente du prochaine alternance?!!


[Tout dépend de la commande, en général on limite le démarrage de la commande par la fonction soft-start qui augmente en douceur le ..]

Effectivement,j'ai pu mesuré la durée entre la mise sous tension et la début de transfer d'energie vers la sortie (entre phénomen 1 et 2) et elle est de quelques centaines de ms.

[Pour la simulation je ne saurai vous répondre, je ne pratique pas ces outils qui pour moi restent intéressants mais pas indispensables.]

En fait, au lieu d'attaquer l'étage d'entrée par un echellon de tension de 300VDC, j ai mis une source AC 300V et puis redressée et j'ai plus l'allure bizard du courant d'entée mais un résultat typiquement logique comme celui mesuré pratiquement

[Je vous conseille plutôt la manip, plus risquée mais bien plus formatrice, surtout quand on débute.]

Oui en parallele je fais des manips avc un oscillo virtuel.

[Oui, le filtre LC comme son nom l'indique est un passe-bas du...]

Alors j'ai remarqué que la présence du filtre théoriquement nous donne une courbe du courant bcp ressemble à celle d'un circuit RLC dans certaines condition (L = ou > (R*tau) / 4 ).J'ai fais quelques calculs mathématiques.Alors peuton dire que ce filtre rende l'étage d'entrée comme un circuit RLC non oscillatoire amorti puisque la valeur de L est suffisement faible et de l'orde de quelques mH???!


Derniere question, théoriquement j'ai démontré qu'un circuit RL tout seul ne génere pas de pic à la mise sous tension ( i(t)=-Im*sin(alph+phi)*exp(-t/tau)+ Im*sin(w*t + alpha +phi) ). Alpha vari entre 0 et pi et présente le fait que le courant dépent de la valeur de V à la mise sous tension.La 1ere pointe du courant reste au dessous ou (sur) la valeur du courant nominal. Pourquoi alors à votre avis, la mise sous tension d'un transfo provoque un inrush current puisque on peut le modéliser étant qu'un circuit RL ???

Merci encore Hulk pour ta patience pour aider les gents et ainsi ta méthode pro pour nous expliquer.

Salutaions.