Qu'est-ce qu'un onduleur? Comment choisir?

Definition

Egalement connu sous le nom d'UPS (Uninterruptible Power Supply) ou ASI (Alimentation Statique sans Interruption), l’onduleur se rvle tre un maillon indispensable aux organisations professionnelles.

Une alimentation en cas de coupure d'lectricit

Ds que l'onduleur dtecte une coupure soudaine d'lectricit, ses batteries prennent automatiquement le relais et alimentent vos quipements pendant une dure correspondante l'autonomie.
Celle-ci est variable et dpend de la consommation des appareils qui lui sont connects.

Ainsi, le rle majeur de l’onduleur est d’apporter une protection lectrique l’ensemble des quipements de production (informatique, industrielle, etc.).

Une source d'lectricit propre

De plus, l’onduleur permet d’obtenir une onde sinusodale parfaite de 50Hz pour une tension de 220v, ce qui n'est pas forcment le cas sur le rseau E.D.F.

En effet, l'lectricit peut subir plusieurs types de perturbations :

• Les parasites
• Les variations de frquence
• Les pics de tension et les surtensions
• Les creux de tension
• Les coupures
• Les micro-coupures
• Les harmoniques

> Lire l’article sur les perturbations

En thorie, la tension dlivre par le secteur devrait avoir la forme d’une sinusode pure et la tension devrait tre parfaitement stable 230 volts. Dans la ralit, ce signal est souvent dform. Il comporte des harmoniques, c'est--dire des frquences multiples de la frquence de base 50 Hz, et des signaux alatoires que l’on appelle des bruits. cela viennent s’ajouter les microcoupures, ainsi que les variations – en plus ou en moins – de la tension nominale. Tous ces phnomnes lectriques causent de multiples problmes. Un bon onduleur devra donc non seulement assurer la continuit de la fourniture d’lectricit aux appareils, mais galement veiller ce que ce courant soit de bonne qualit.

Composition d'un onduleur

Un onduleur est compos de trois parties. Il y a d’abord le redresseur qui transforme le courant alternatif du secteur en un courant continu destin charger les batteries. Viennent ensuite les batteries qui stockent l’nergie et, enfin, l’onduleur lui mme qui transforme la tension continue dlivre par les batteries en une tension alternative de 230 volts 50 Hz, identique celle du secteur.

Les diffrents types d’onduleurs

Dans l'offre des onduleurs, on distingue plusieurs technologies.

La premire est dite Off Line. Dans celle-ci, les quipements sont aliments normalement par le secteur et l’onduleur ne prend le relais qu’en cas de coupure, ou de baisse trop importante de la tension du secteur. Ce basculement sur batteries prend un certain temps (quelques millisecondes) ce qui n’est pas trop gnant pour les ordinateurs possdant des alimentations dcoupage, mais cela peut poser des problmes aux quipement plus sensibles. Les onduleurs Off Line sont les plus conomiques, mais leur usage doit tre rserv aux postes de travail, ou une utilisation individuelle.

Dans la deuxime technologie dite Line Interactive, le principe est le mme, sauf que la tension d’entre est contrle et filtre par l’onduleur avant d’tre dlivre aux matriels. Le courant fourni est donc de meilleure qualit, mais les variations de tension ne sont pas bien rgules. En consquence, ce type d’onduleur ne doit pas tre utilis sur les serveurs vitaux de l’entreprise.

Enfin, dans la technologie On Line Double conversion, le courant est dlivr en permanence par l’onduleur, ce qui garantit une tension constante et une absence de parasites. L’appareil protger est donc totalement dconnect du secteur. Les tests montrent que ce sont les onduleurs On Line qui prsentent la tension de sortie la plus stable et la meilleure immunit aux parasites. Ils devront donc tre utiliss sur tous les serveurs stratgiques.
D’autres technologies sont galement proposes par les constructeurs, mais elles sont la plupart du temps drives de ces trois modles de base.

> Lire les articles sur les technologies

Les critres considrer

La premire fonction d'un onduleur est sa capacit fournir la puissance ncessaire un ordinateur en cas de coupure de courant. Les constructeurs ne donnent pas la puissance maximale de leurs produits en watts, mais en Kilo Volts Ampres (KVA).
Ce facteur de puissance tant toujours infrieur 1, la puissance relle dlivre sera donc toujours infrieure la valeur calcule en multipliant simplement la tension par l’intensit. Il n’est pas simple de mesurer cet angle de dphasage qui dpend des matriels connects. Il pourra tre pratiquement nglig sur des matriels trs haut de gamme (serveurs, commutateurs, etc.) qui possdent des alimentations de bonne qualit (Power Factor Corrected), mais pas avec des ordinateurs de bureau ou d’autres matriels qui prsentent des dphasages importants. Cela signifie qu’en pratique, il faut diviser par 1,5 la valeur en KVA pour obtenir la valeur en watts utilisables. Grossirement, on ne dpassera pas les 2000 W sur un onduleur de 3 KVA. Une surchauffe ferait disjoncter l’onduleur, ce qui n’est videmment pas le but recherch.

Le deuxime critre est l’autonomie du systme. Celle-ci est lie la capacit des batteries, au rendement de l’onduleur lui-mme, et bien videmment la puissance rclame pendant la coupure. Une longue dure est videmment prfrable puisqu’elle laisse le temps aux utilisateurs, lors de coupures de courant de courte dure, de sauvegarder le travail en cours sans avoir teindre les serveurs.

D’autres lments sont galement prendre en compte comme la vitesse de recharge des batteries. Si les coupures de courant sont nombreuses, il faut que le temps de charge soit le plus court possible. Ensuite, il faut vrifier s’il est possible, ou non, d’changer les batteries chaud. Leur dure de vie n’tant pas infinie, il est pratique de pouvoir effectuer les changes sans dbrancher l’onduleur, donc sans teindre les matriels qui y sont connects. Enfin, il est important de savoir s’il est possible d’ajouter des batteries supplmentaires pour augmenter l’autonomie. Comme nous l’avons vu plus haut, il faut aussi considrer la qualit de la tension dlivre. Celle-ci est mesure par la distorsion harmonique. Sa valeur doit tre la plus faible possible, et en principe infrieure 5%. Il faut galement vrifier quelle est la plage de tension accepte par l’onduleur. Un onduleur qui est encore capable de fonctionner avec une tension d’entre de 140 volts sera meilleur que celui qui commute sur ses batteries ds 170 volts par exemple.
Dernier critre prendre en compte: la taille de l'onduleur. Beaucoup de modles peuvent tre placs en rack 19 pouces ce qui intressera les entreprises ayant des problmes d’espace.

Les solutions d’administration

Les caractristiques physiques de l’onduleur tant bien dfinies, il reste valuer les possibilits d’administration et de monitoring. En effet, le basculement de l’onduleur sur ses batteries tant automatique, il est indispensable d’en tre prvenu afin de prendre les mesures ncessaires. L’administrateur doit galement connatre tout moment le niveau de charge des batteries, le niveau de la charge en sortie, les valeurs des tensions en entre et en sortie, les valeurs des frquences en entre et en sortie ainsi qu'une estimation du temps d’autonomie encore disponible. Toutes ces valeurs doivent tre obtenues en local et par l’intermdiaire du rseau.

La configuration et la maintenance s’effectuent l’aide d’un logiciel propritaire sur un poste qui est directement reli l’onduleur.
L’onduleur doit aussi communiquer avec le rseau par une carte Ethernet. Le protocole utilis est SNMP, mais de nombreux modles disposent d’un serveur web intgr qui permet l’administrateur d’obtenir toutes les informations ncessaires, via une liaison scurise partir d’un navigateur standard.

Enfin, lors de coupures de courant, les logiciels de gestion de l’onduleur doivent tre capables d’effectuer diffrentes tches prdfinies. D’abord envoyer des messages l’administrateur et aux utilisateurs, ensuite teindre les serveurs "proprement". Lorsque le courant est rtabli, le logiciel doit alors ramorcer le systme.



En conclusion, l’onduleur est un appareil assez complexe dont les criteres de choix ne sont pas negliger. En effet, beaucoup d’entreprises n’ont en interne ni les comptences ncessaires, ni les instruments qui permettent de mesurer la qualit du courant du secteur. C'est pourquoi, pour les structures de taille importante, Ecus vous conseille l'appel d'un spcialiste.