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Comment automatiser la configuration, le contrôle et l’analyse de vos mesures

Si vous configurez encore manuellement vos opérations de test et de mesure, vous perdez du temps et de l’argent

Votre système de mesure ne se contrôle pas tout seul — ou bien si ?

Dans les environnements modernes de test et de mesure, l’intervention manuelle est souvent inefficace, voire impossible. Des températures extrêmes, des règles de sécurité strictes ou des bancs d’essai répartis sur plusieurs sites rendent l’accès direct aux instruments de plus en plus difficile. C’est pourquoi l’automatisation des mesures, fondée sur des protocoles standardisés, devient un prérequis et non plus un confort.

DEWETRON fournit non seulement du matériel et des logiciels de mesure, mais aussi un puissant écosystème d’interfaces d’automatisation, notamment SCPI, DataStream, XCP, EtherCAT, des bibliothèques Python, et bien plus encore.

1. Configuration automatisée des mesures

Grâce au protocole SCPI simple, basé sur l’ASCII, vous obtenez un contrôle à distance complet de l’ensemble de votre système de mesure — rapide, flexible et fiable. Les tâches de mesure complexes peuvent être pilotées à distance sans accès physique direct à l’appareil.

Les principales fonctionnalités incluent :

• À l’aide du logiciel de mesure OXYGEN, vous pouvez configurer entièrement votre système via script. Cela couvre tout, du réglage des propriétés des voies, telles que les fréquences d’échantillonnage, les modes de mesure et les filtres, jusqu’à la création et la personnalisation des écrans de mesure, la définition des en-têtes, et bien plus encore.
• La mise en place des mesures est simple et efficace. En plus de la configuration des voies matérielles, les voies logicielles peuvent également être configurées facilement, y compris les formules pour le traitement avancé des signaux. En parallèle, le chargement et l’enregistrement de configurations complètes de l’appareil peuvent aussi être automatisés, ce qui améliore fortement la reproductibilité de vos essais.
• Les fonctions spécifiques aux capteurs, telles que la mise à zéro, l’équilibrage de pont ou l’étalonnage par shunt, peuvent également être commandées à distance, permettant des ajustements précis même en cours de fonctionnement.
• En outre, vous pouvez surveiller en continu l’état du système et récupérer à tout moment les informations de diagnostic ou les messages d’erreur afin de garantir l’intégrité des données et la fiabilité du système.
• Et bien plus encore.

Réduisez le temps de configuration, éliminez les erreurs humaines et garantissez des conditions d’essai reproductibles à chaque test.

2. Contrôle automatisé de l’enregistrement

Contrôlez à distance même les tâches de mesure complexes sans accès physique à l’appareil. Des enregistrements simples aux mesures avancées déclenchées, DEWETRON permet des flux de travail entièrement automatisés.

Les options d’automatisation incluent :

• Des commandes de contrôle simples basées sur SCPI pour l’enregistrement
• Une configuration flexible des déclenchements à distance pour les mesures déclenchées

Exécutez vos tests de manière autonome, augmentez l’efficacité et concentrez-vous sur les résultats plutôt que sur la conduite des essais.

3. Gestion automatisée des données et analyse

DEWETRON permet une automatisation des mesures de bout en bout, de l’acquisition de données à l’analyse, en temps réel comme en post-traitement.

Gestion des données

Exportez automatiquement vos données dans le format souhaité après votre mesure ou diffusez vos données vers votre chaîne d’analyse pendant la mesure. Options de transmission disponibles :

• SCPI — transferts de valeurs uniques ou bufférisées, jusqu’à 10 kS/s
• DataStream — diffusion TCP/IP des données brutes et calculées à la cadence d’échantillonnage native des voies, en continu ou sur déclenchement
• CAN
• et plus encore

Des protocoles spécialisés sont disponibles pour une intégration transparente dans les architectures de banc d’essai existantes :

• XCP sur Ethernet : idéal pour la synchronisation avec les calculateurs de commande. OXYGEN se comporte en esclave XCP (génération automatique du fichier A2L) et permet le démarrage, l’arrêt et l’« armement » de déclencheurs prédéfinis, avec un débit de transfert porté jusqu’à 2 MS/s depuis OXYGEN 8.1.
• EtherCAT : le module TRION-EtherCAT-1-SLAVE transfère jusqu’à 100 voies de mesure horodatées vers un maître EtherCAT, avec un taux de mise à jour de 500 S/s en typique (des cadences supérieures restent possibles selon la configuration d’OXYGEN) et un délai E/S typique de 200 ms. Une interface fiable pour le contrôle continu de l’enregistrement dans les environnements industriels — à condition de retenir un châssis DEWE2 ou DEWE3 (DEWE3-PA8, DEWE3-RMx, DEWE3-A4/A4L, DEWE3-M4), les front-ends TRIONet n’étant pas compatibles avec ce module. Nous détaillons ce point dans notre article Mesures haute vitesse avec EtherCAT.

Analyse des données

Automatisez vos flux d’analyse directement dans notre logiciel de mesure OXYGEN ou intégrez-les dans des environnements externes.

• Une fois la mesure terminée, les options d’export automatique garantissent que les données sont immédiatement disponibles dans le format cible souhaité.
• Commandes basées sur SCPI pour une analyse et un affichage rapides dans le logiciel
• Intégration avec des outils externes via DMDReader (Python, C/C++, FlexPro…), ou développement de vos propres traitements avec l’OXYGEN SDK

Assurez un flux de données continu vers votre chaîne d’outils existante, pour des analyses plus rapides, une évaluation cohérente des données et des chaînes de reporting entièrement automatisées.

Conclusion

L’automatisation des équipements de test transforme l’instrument de mesure d’un simple enregistreur de données passif en un composant actif et intégré de l’automatisation des essais. Cela réduit les erreurs humaines, fait gagner du temps lors de la configuration et permet des mesures dans des environnements autrement inaccessibles à l’opérateur.

Avec DEWETRON, l’automatisation des mesures ne se limite pas à gagner du temps : elle rend vos essais plus efficaces, plus reproductibles et plus faciles à faire évoluer.

Ces solutions chez Dewetron Services

Vous souhaitez automatiser votre banc d’essai de bout en bout, de la configuration au rapport ? Découvrez nos solutions DEWETRON :

• OXYGEN — Logiciel de mesure et d’analyse : interface SCPI, DataStream, exports automatiques et scripts de configuration.
• Modules TRION / TRION3 — Numériques, Timing & Bus : sorties de terrain vers vos automates, dont le TRION-EtherCAT-1-SLAVE et le CAN FD.
• OXYGEN SDK — Développement de plugins : pour connecter vos propres outils, calculs et formats d’export.

Vous ne savez pas quel protocole retenir pour votre banc, ni quel châssis le supporte ? Contactez notre équipe : nous vous aidons à choisir la bonne interface et le bon matériel.

Lorsque les ingénieurs installent un banc d’essai pour le développement d’appareils électroménagers, ils se concentrent souvent sur les spécifications évidentes : plage de tension, stabilité de la fréquence et distorsion harmonique totale (THD). Il est courant de voir une équipe sélectionner avec soin une source d’alimentation AC programmable qui correspond au « courant nominal » de l’équipement sous test (DUT). Si le compresseur d’un réfrigérateur consomme 10 A en régime établi, ils achètent une alimentation de 10 A. C’est logique. C’est efficace. Et malheureusement, c’est faux.

Dans le domaine des essais d’appareils électroménagers, s’en tenir au courant nominal indiqué sur la plaque signalétique est le meilleur moyen de provoquer des déclenchements intempestifs, des chutes de tension et des données d’essai corrompues. La règle d’or — celle qui distingue les laboratoires de validation professionnels des montages improvisés — est que votre source AC programmable doit disposer d’un courant nominal au moins trois fois supérieur au courant en régime établi de la gamme d’appareils que vous souhaitez tester.

Il ne s’agit pas d’un complot de fabricants visant à vendre des transformateurs plus gros. C’est une réalité physique incontestable, dictée par le courant d’appel, le facteur de puissance et l’âme électromagnétique de l’habitat moderne.

La physique de la première seconde

Pour comprendre pourquoi il faut un multiplicateur de 3x, il faut d’abord comprendre ce qui se passe pendant les 100 premières millisecondes de la vie d’un appareil. Lorsque vous fermez un relais ou un interrupteur statique pour alimenter un appareil électroménager, vous n’allumez pas simplement une résistance. Vous réveillez un système électromécanique hybride.

Prenons l’exemple d’un réfrigérateur résidentiel standard. La plaque signalétique indique 230 V à 2 A. Un calcul simple suggère 460 VA. Une alimentation de 460 VA devrait convenir, n’est-ce pas ? Non. Lorsque le moteur du compresseur démarre, il est d’abord bloqué. Il ne dispose d’aucune force contre-électromotrice (FCEM). Pendant ces premiers cycles, le moteur ressemble à un court-circuit franc — un fil de cuivre enroulé autour d’un noyau de fer avec une impédance très faible. Cela provoque un courant d’appel pouvant atteindre 8 à 10 fois le courant en fonctionnement.

Il en va de même pour le moteur du tambour d’une machine à laver, le magnétron d’un four à micro-ondes (qui absorbe un courant de démarrage important en raison du chargement du condensateur haute tension) ou le moteur universel d’un aspirateur. Même les appareils « à semi-conducteurs », tels que les plaques à induction, comportent de gros condensateurs de bus DC qui apparaissent comme un court-circuit durant la phase initiale de précharge.

Une alimentation standard dimensionnée pour le courant en régime établi atteindra sa limite de courant ou sa protection par repli de courant (fold-back) dès que ce courant d’appel se produira. La tension s’effondrera. L’appareil ne démarrera pas ou entrera dans une oscillation destructrice de type « brown-out », où il tente de démarrer, échoue, se réinitialise, puis recommence.

Les trois piliers de la règle des 3x

Pourquoi précisément trois fois ? Pourquoi pas deux ou cinq ? Au fil de décennies de validation en ingénierie de test, un dimensionnement à 3x s’est imposé comme le compromis économique et technique idéal. Il tient compte de trois phénomènes distincts :

1. La surtension de démarrage du moteur (5x à 8x, mais la durée compte)

Alors que le pic instantané du courant d’appel d’un moteur peut atteindre 80 A sur un moteur de 10 A, ce pic ne dure qu’une demi-période (8 à 10 ms). La plupart des sources d’alimentation AC programmables de haute qualité sont conçues avec une capacité de « facteur de crête ». Une source de qualité laboratoire peut généralement délivrer un courant de crête de 3 à 6 fois son propre courant nominal pendant des durées extrêmement courtes. En dimensionnant le courant RMS à 3x le courant en régime établi, vous garantissez que la source dispose de suffisamment de marge thermique et de réserve en silicium pour survivre aux premiers cycles sans affaissement.

2. Le maintien de charge des condensateurs électrolytiques

Les alimentations à découpage (SMPS) présentes dans les appareils modernes — pensez aux téléviseurs connectés, aux plaques à induction ou aux climatiseurs à onduleur — représentent une charge non linéaire. Elles n’absorbent du courant qu’au sommet de la sinusoïde de tension pour recharger leurs condensateurs internes. Cela crée un facteur de crête élevé (courant de crête divisé par courant RMS) pouvant atteindre 3,5. Si votre source AC est à peine dimensionnée pour le courant RMS, elle aura du mal à fournir les pics abrupts et élevés nécessaires pour maintenir le bus DC interne de l’appareil. Un dimensionnement 3x garantit que la source peut fournir ces impulsions d’énergie étroites et violentes sans déclencher le « mode courant constant » (ce qui écrêterait la sinusoïde et ferait décrocher l’appareil).

3. Le transitoire de démarrage des compresseurs (le vrai piège)

Pour les appareils équipés de compresseurs frigorifiques (réfrigérateurs, congélateurs, déshumidificateurs, climatiseurs), le courant d’appel n’est pas seulement un pic de courant ; c’est une demande de courant qui dure plusieurs secondes en condition de rotor bloqué. Un compresseur peut nécessiter 3x son courant de fonctionnement pendant 500 ms pour vaincre les frottements statiques (couple de démarrage). Si votre source AC ne peut pas fournir 3x pendant une demi-seconde, la tension chute sous 80 % de la valeur nominale, le contacteur du compresseur cliquette, et l’essai échoue.

Les conséquences d’un sous-dimensionnement

Précisons ce qui se passe lorsque vous ignorez la règle des 3x. Les ingénieurs utilisent souvent les alimentations programmables en mode « tension constante » (CV). Lorsque la charge dépasse la limite de courant de l’alimentation, l’une de deux choses se produit :

• Foldback / arrêt : l’alimentation déclenche son disjoncteur de sortie. L’appareil s’éteint. Votre script de test automatisé échoue à l’étape « mise sous tension ».

• Mode courant constant (CC) : l’alimentation cesse de réguler la tension et commence à réguler le courant. Au lieu de 230 V, la tension tombe à 40 V. Le moteur de l’appareil cale. L’alimentation chauffe. La forme d’onde se déforme.

Aucun de ces scénarios ne permet de mesurer les performances réelles de l’appareil. Vous ne testez plus l’appareil ; vous testez l’interaction entre une source faible et une charge lourde. Pire encore, faire fonctionner une alimentation à sa limite maximale à chaque cycle de démarrage réduit considérablement la durée de vie de l’étage de sortie de l’alimentation (IGBT ou MOSFET). Une alimentation exploitée en permanence à 100 % de sa capacité voit sa durée de vie fortement réduite ; une alimentation dimensionnée à 300 % travaille toujours dans sa zone de confort.

L’exception qui confirme la règle

Il existe une catégorie d’appareils qui ne nécessite pas strictement le dimensionnement 3x : les charges purement résistives. Si vous testez un grille-pain, un radiateur d’appoint ou une ampoule à incandescence, le courant d’appel n’est supérieur que d’environ 10 à 15 % au courant en régime établi (en raison du comportement de la thermistance CTP ou de la résistance du filament à froid). Pour ces dispositifs, un dimensionnement de 1,2x est suffisant.

Cependant, l’électroménager moderne ne se compose pas de grille-pain. Elle se compose de microcontrôleurs, de moteurs à courant continu sans balais (BLDC), d’alimentations à découpage et de compresseurs. À moins que votre plan d’essai ne soit exclusivement destiné à des éléments chauffants résistifs, vous devez dimensionner pour le moteur et le condensateur.

Guide pratique de dimensionnement pour le laboratoire

Lorsque vous ouvrez la fiche technique de votre prochaine source AC programmable, ignorez un instant le « courant continu maximal ». Recherchez plutôt ces spécifications :

1. Facteur de crête (CF) : assurez-vous que la source prend en charge un CF d’au moins 3,5. Si une alimentation de 15 A a un CF de 3,5, elle peut fournir des pics de 52,5 A. C’est acceptable.

2. Puissance de sortie (VA) vs watts : les appareils ayant un facteur de puissance médiocre (0,5 à 0,7) nécessitent une puissance apparente élevée. Un moteur consommant 500 W à 0,6 PF nécessite 833 VA. Votre source doit être dimensionnée pour 833 VA minimum, puis triplée. (moteur 500 W → alimentation 1 500 W / 2 500 VA).

3. Foldback vs puissance constante : choisissez une source avec limitation « puissance constante », et non un foldback de courant rigide. Les meilleures sources autoriseront une baisse de tension progressive pendant quelques cycles plutôt qu’un arrêt brutal.

C’est exactement la logique retenue dans notre catalogue : les sources ANFH(F) et ANFC(F) annoncent une capacité de surintensité de 3× le courant nominal pendant 2 secondes, ce qui autorise le démarrage direct de charges impulsives jusqu’à un tiers de la puissance de la source, sans rampe de démarrage progressive. L’AN61(F), de son côté, met en avant un courant de crête disponible de 3 à 6 fois le nominal et une fonction d’essai de courant d’appel dédiée, ainsi que les essais de variation de tension et de fréquence des normes IEC 61000-4-11, -4-14 et -4-28. Le multiplicateur de 3 n’est donc pas une précaution théorique : c’est la règle de dimensionnement sur laquelle ces appareils sont conçus.

Le raisonnement vaut aussi hors électroménager : pour les essais d’onduleurs, voir notre article sur la validation des onduleurs avec une source AC programmable triphasée.

En résumé : la marge d’ingénierie n’est pas un gaspillage

Les jeunes ingénieurs considèrent souvent la règle des 3x comme du gaspillage. Ils soutiennent que, puisque le réseau électrique alimente l’appareil sans problème et sans le moindre surdimensionnement 3x, une source programmable ne devrait pas en avoir besoin non plus. La réponse réside dans l’impédance de source.

La prise murale est reliée à un transformateur de distribution massif (souvent 25 kVA ou plus). Ce transformateur dispose d’une réserve de courant pratiquement infinie par rapport à une charge de 10 A. Il peut fournir un courant d’appel de 200 A avec une chute de tension de seulement 2 %. Reproduire fidèlement ce comportement du réseau — et ses perturbations — est précisément le rôle d’un simulateur de réseau AC.

Votre source d’alimentation AC programmable, en revanche, est une source régulée. Elle cherche activement à maintenir une tension parfaite au moyen de boucles de retour. Pour conserver cette sinusoïde idéale de 230 V alors qu’un moteur demande 50 A, la source a besoin d’un stockage d’énergie interne important et d’une réponse de boucle très rapide. Cela exige des IGBT plus gros, des transformateurs plus gros et des dissipateurs thermiques plus importants.

Dimensionner à 3x n’est pas une façon de brûler de l’argent. C’est acheter de la marge. Avec une source AC programmable dimensionnée 3x, la régulation de tension reste serrée pendant le démarrage. La distorsion harmonique reste faible. Les circuits de protection ne déclenchent jamais. L’appareil fonctionne exactement comme sur le réseau, avec en plus l’avantage de la programmabilité.

Vous ne testez pas l’alimentation ; vous testez l’appareil. Si vous dépensez votre budget dans une alimentation qui correspond exactement à la plaque signalétique, vous avez gaspillé votre argent pour une machine incapable de faire le travail. Si vous investissez le capital supplémentaire dans une alimentation dimensionnée 3x, vous achetez de la confiance, de la répétabilité et un équipement de test qui durera une décennie.

Donc, avant de cliquer sur « acheter » pour cette source AC programmable de 10 A destinée à votre banc d’essai de réfrigérateurs, multipliez par trois. Vos compresseurs démarreront. Vos formes d’onde resteront propres. Et vous comprendrez enfin pourquoi le réseau est tellement plus robuste que le banc d’essai.

Ces solutions chez Dewetron Services

Pour dimensionner correctement votre banc d’essai d’appareils électroménagers, découvrez nos sources d’alimentation AC programmables :

• AN61(F) – Source d’alimentation CA programmable de test
• ANFC(F) – Source d’alimentation CA haute intensité
• ANFH(F) – Source d’alimentation CA variable

Une question sur le dimensionnement de votre source AC ? Contactez Dewetron Services.

« Le traitement en transit » peut ressembler à un mot à la mode, mais dans le monde de l’automatisation en temps réel, il s’agit d’une fonctionnalité unique d’EtherCAT. Grâce à sa conception astucieuse, EtherCAT traite les données avec un délai minimal — idéal pour les applications rapides et de haute précision. Examinons de plus près ce qu’est EtherCAT, comment il fonctionne, où il est utilisé, et comment intégrer vos mesures EtherCAT à une chaîne d’acquisition DEWETRON.

Qu’est-ce qu’EtherCAT ?

EtherCAT signifie Ethernet for Control Automation Technology et désigne un bus de terrain basé sur Ethernet, spécialement développé pour une communication performante en temps réel dans les systèmes d’automatisation et de commande. Comme son nom l’indique, EtherCAT est un protocole Ethernet industriel optimisé, conçu pour répondre aux exigences strictes de temporisation et de synchronisation des applications industrielles modernes.

EtherCAT a été développé par Beckhoff Automation et présenté pour la première fois en 2003, avec une normalisation officielle en 2007. Le protocole est normalisé selon la norme IEC 61158 – Industrial communication networks – Fieldbus specifications, et défini plus précisément dans IEC 61784 – Industrial networks – Profiles.

Contrairement aux protocoles Ethernet traditionnels, qui souffrent généralement de latence et de gigue de communication, EtherCAT a été conçu dès l’origine pour des performances temps réel. Son principe de fonctionnement unique minimise les délais et réduit la gigue de communication, ce qui le rend particulièrement adapté aux communications industrielles critiques en temps.

Comment fonctionne EtherCAT ?

La communication Ethernet traditionnelle suit une approche stop-and-store. Chaque appareil du réseau reçoit le paquet de données complet, le traite pour vérifier si les données lui sont destinées, puis répond ou relaie le paquet. Ce traitement séquentiel introduit une latence à chaque appareil de la chaîne.

À l’inverse, EtherCAT utilise une approche de traitement en transit. Au lieu de s’arrêter à chaque nœud, une seule trame EtherCAT traverse tous les appareils successivement. Au passage de la trame, chaque appareil lit les données qui le concernent et insère directement de nouvelles informations dans la trame — sans introduire de délai. Ce procédé minimise la latence pendant que la trame continue de circuler dans le réseau sans arrêt.

Malgré cette différence fondamentale dans la communication des données, EtherCAT utilise des câbles Ethernet standard, ce qui permet une mise en œuvre simple dans les infrastructures existantes.

En bref : Ethernet, c’est comme un camion de livraison qui s’arrête à chaque maison pour déposer ou récupérer un colis. EtherCAT, c’est comme un tapis roulant qui passe devant toutes les maisons — chacun prend ou ajoute son colis sans arrêter le tapis.

Quels sont les avantages d’EtherCAT ?

EtherCAT offre un certain nombre d’avantages puissants qui en font une solution idéale pour l’automatisation industrielle moderne et les applications de mesure. Son architecture est non seulement rapide et fiable, mais aussi hautement évolutive et économique.

Hautes performances

EtherCAT offre une grande vitesse et une excellente précision temporelle, ce qui le rend parfaitement adapté aux applications temps réel exigeantes :

• Vitesses de communication ultra-rapides avec des temps de mise à jour des données (ou temps de cycle) < 100 µs.
• Gigue de communication exceptionnellement faible < 1 µs pour une synchronisation précise.

Topologie réseau flexible

Contrairement à de nombreux autres protocoles industriels, EtherCAT offre une grande flexibilité dans la structure du réseau :

• Prend en charge plusieurs topologies, notamment linéaire, arborescente, en anneau, en étoile, et bien plus encore.
• Aucun besoin de commutateurs ou de concentrateurs externes, ce qui réduit les coûts matériels.
• Hautement évolutif, permettant de connecter jusqu’à 65 535 appareils à un seul réseau.

Fonctions de fiabilité robustes

EtherCAT intègre des mécanismes de diagnostic pour garantir une communication fiable et sécurisée :

• Les diagnostics intégrés permettent de détecter rapidement les ruptures de câble, les problèmes de connexion ou les défaillances d’appareil.
• La détection d’erreurs binaires pendant la transmission des données améliore la tolérance aux pannes et la stabilité du système.

Mise en œuvre économique

Un autre avantage d’EtherCAT est sa capacité à offrir des performances haut de gamme en utilisant des câbles et des contrôleurs Ethernet standard. Cela en fait une solution économique pour la communication industrielle en temps réel, sans recourir à du matériel spécialisé.

Où EtherCAT est-il utilisé ?

Grâce à ses performances temps réel, sa flexibilité et sa précision, EtherCAT est utilisé dans de nombreux secteurs. Il est particulièrement précieux dans les applications où un timing déterministe et une synchronisation stricte sont essentiels :

Automatisation industrielle

EtherCAT permet la coordination fluide des moteurs, capteurs et contrôleurs, ce qui le rend idéal pour les lignes d’assemblage à grande vitesse et les systèmes de convoyage.

Bancs d’essai

Dans les environnements de banc d’essai, EtherCAT garantit l’acquisition synchronisée de données à haute vitesse provenant de plusieurs capteurs en temps réel. Cela est essentiel pour des essais précis dans les domaines automobile, aérospatial et les bancs de développement industriels. Sur les architectures multi-appareils, ce besoin rejoint celui de la synchronisation des systèmes de mesure.

Fabrication

Un contrôle précis des mouvements et du timing est essentiel dans divers procédés de fabrication (par exemple fabrication de semi-conducteurs, travail des métaux, production électronique, etc.), où EtherCAT assure la synchronisation exacte des mouvements complexes des machines.

Énergie et systèmes électriques

EtherCAT est de plus en plus utilisé dans les applications d’énergie renouvelable telles que les éoliennes et les centrales solaires afin d’assurer la surveillance, la commande et le diagnostic synchronisés de systèmes distribués — même sur de longues distances.

Robotique

En robotique, EtherCAT joue un rôle central en permettant une communication temps réel entre plusieurs variateurs servo, capteurs et contrôleurs. Il garantit des réponses rapides et déterministes, permettant aux robots de se déplacer avec une grande précision et en toute sécurité — même dans des environnements dynamiques ou à grande vitesse.

Comme on le voit, EtherCAT peut être mis en œuvre dans d’innombrables systèmes dans des secteurs variés. Les exemples suivants illustrent la polyvalence et la fiabilité d’EtherCAT dans des environnements réels, allant de la robotique médicale de précision aux essais industriels haute performance.

• Systèmes de commande de robot pour chirurgie de la colonne vertébrale
• Équipements d’essai de fin de ligne automobile
• Robots de manutention de wafers en semi-conducteurs
• Machines d’emballage à grande vitesse
• Systèmes de commande de presses d’impression
• Bancs d’essai pour éoliennes
• Systèmes de commande de simulateurs de vol
• Systèmes DAQ de recherche
• Surveillance du réseau électrique
• …

Pour plus de détails sur les mises en œuvre pratiques, consultez le site officiel d’EtherCAT. Il propose une vaste collection de plus de 100 exemples d’application.

Comment utiliser EtherCAT avec les appareils DEWETRON ?

En tant que membre officiel de l’EtherCAT Technology Group (ETG), DEWETRON propose une option d’intégration EtherCAT robuste et flexible pour les applications de mesure avancées. Notre solution dédiée — le TRION-EtherCAT-1-SLAVE — permet d’intégrer sans difficulté les appareils de mesure DEWETRON dans des environnements d’automatisation ou d’essais existants basés sur EtherCAT.

Fig. 1 : Solution modulaire TRION-EtherCAT-1-SLAVE de DEWETRON

Avec le module TRION-EtherCAT-1-SLAVE, les appareils DEWETRON peuvent agir comme esclaves EtherCAT et fournir des données de mesure haute précision à un système hôte en temps réel. Chaque appareil DEWETRON compatible EtherCAT est équipé d’un connecteur d’entrée et d’un connecteur de sortie, formant un réseau EtherCAT en chaîne. Parmi les autres caractéristiques clés de l’implémentation EtherCAT de DEWETRON :

• Génération automatique du fichier ESI en fonction de la configuration des voies de sortie
• Transfert jusqu’à 100 voies de mesure via EtherCAT
• Taux de mise à jour des données de mesure sortantes de 500 S/s en typique, des cadences supérieures étant possibles selon la configuration d’OXYGEN
• Délai E/S typique de 200 ms (500 ms sur les versions antérieures à OXYGEN 7.0)
• Prise en charge du transfert d’horodatage absolu pour permettre une post-synchronisation

Point de vigilance — la compatibilité châssis : le TRION-EtherCAT-1-SLAVE s’installe dans les châssis des séries DEWE2 et DEWE3 (DEWE3-PA8, DEWE3-RMx, DEWE3-A4/A4L et DEWE3-M4 notamment), mais il n’est pas compatible avec les front-ends TRIONet. Le choix du châssis conditionne donc la faisabilité d’une sortie EtherCAT : c’est le premier point à valider lorsque l’on conçoit un banc destiné à alimenter un maître EtherCAT.

Dans la gamme TRION / TRION3, la sortie EtherCAT côtoie les autres interfaces de bus de terrain — CAN FD, ARINC 429 et MIL-STD-1553 — ainsi que les modules numériques, timing et bus, ce qui permet de traiter dans un même châssis les voies analogiques, les bus véhicule et la diffusion temps réel vers l’automate.

La configuration du module esclave EtherCAT — à la fois sur le matériel et dans OXYGEN, le logiciel d’acquisition de données de DEWETRON — suit un processus bien défini. Pour des instructions pas à pas, consultez notre EtherCAT Slave Configuration Manual, qui fournit tous les téléchargements nécessaires, les exigences système et les instructions de configuration pour garantir une intégration fluide. Côté logiciel, EtherCAT complète les autres passerelles industrielles d’OXYGEN, dont le support OPC UA et les calculs en temps réel.

En résumé

EtherCAT est un bus de terrain haute performance développé à l’origine par Beckhoff Automation. Grâce à son approche unique de « traitement en transit », il atteint des temps de cycle inférieurs à 100 µs et une gigue de communication inférieure à 1 µs. Cela permet une communication temps réel précise sur les réseaux, faisant d’EtherCAT une solution idéale pour les systèmes d’automatisation, les bancs d’essai et de mesure, ainsi que de nombreuses autres applications industrielles. Avec le module TRION-EtherCAT-1-SLAVE de DEWETRON, vous pouvez intégrer sans difficulté vos mesures EtherCAT à une infrastructure existante — à condition de retenir un châssis DEWE2 ou DEWE3, seuls compatibles avec ce module.

Ces solutions chez Dewetron Services

Vous souhaitez intégrer EtherCAT à votre chaîne de mesure ? Découvrez nos solutions DEWETRON :

• Modules TRION / TRION3 – Numériques, Timing & Bus (dont le TRION-EtherCAT-1-SLAVE)
• DEWE3-A4 – Système d’acquisition de données tout-en-un portable
• OXYGEN – Logiciel de mesure et d’analyse de données

Notre équipe vous accompagne dans le choix et la configuration de votre système d’acquisition : contactez-nous.

Introduction

Alors que l’électronique de puissance continue d’évoluer, les alimentations modernes deviennent plus puissantes, plus efficaces et plus complexes que jamais. Des secteurs tels que les véhicules électriques, les énergies renouvelables, les systèmes de stockage d’énergie, les télécommunications, l’aérospatial, les centres de données et l’automatisation industrielle s’appuient tous sur des systèmes d’alimentation CC hautes performances. Cependant, garantir la fiabilité et la stabilité de ces alimentations pose d’importants défis de test.

Les méthodes d’essai traditionnelles ne parviennent souvent pas à simuler avec précision les conditions réelles d’utilisation. Les bancs de résistances statiques, les charges simples et les procédures de test manuelles ne peuvent pas reproduire les variations dynamiques de charge, les événements transitoires, les profils de décharge de batterie ou les caractéristiques d’impédance complexes rencontrés dans les applications réelles. En conséquence, les fabricants et les ingénieurs ont besoin de solutions de test plus avancées.

Une charge électronique DC haute puissance offre une approche sophistiquée de la validation des alimentations en émulant précisément les environnements réels de fonctionnement. La série Ainuo AN23600E(F), charge électronique CC haute puissance est conçue spécifiquement pour répondre à ces difficultés de test industrielles, en offrant un contrôle programmable, une charge dynamique à grande vitesse, une simulation de charges complexes, des mesures de précision et des capacités complètes d’automatisation. Ces fonctionnalités améliorent sensiblement l’efficacité des essais, la précision et la fiabilité des produits.

Les défis croissants du test des alimentations

1. Densité de puissance croissante et exigences de tension plus élevées

Les systèmes d’alimentation modernes fonctionnent sur une large plage de niveaux de tension et de puissance. Les chargeurs embarqués pour véhicules électriques (OBC), les bornes de recharge, les systèmes de stockage d’énergie, les onduleurs photovoltaïques et les alimentations de serveurs nécessitent souvent des essais à plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de volts.

Les charges conventionnelles ont souvent du mal à répondre à ces exigences en raison de plages de tension limitées, de conceptions volumineuses et d’une capacité de puissance insuffisante. Les ingénieurs d’essai doivent souvent utiliser plusieurs appareils pour couvrir différents scénarios, ce qui augmente la complexité et le coût.

La série Ainuo AN23600E(F) répond à ce défi avec des plages de tension allant jusqu’à 150 V, 600 V et 1200 V, et des puissances nominales de 2 kW à 60 kW. Sa conception à forte densité de puissance offre une capacité de test importante tout en réduisant l’encombrement et le poids par rapport aux solutions traditionnelles.

2. Incapacité à simuler les conditions réelles de fonctionnement

L’une des principales limites des essais de charge conventionnels est l’impossibilité de reproduire le comportement réel de la charge.

Dans le monde réel, les charges ne se comportent que rarement comme de simples résistances. Les alimentations rencontrent souvent :

• des charges capacitives

• des charges inductives

• des réseaux d’impédance mixtes

• des charges à puissance constante

• des fluctuations dynamiques de courant

• des courants d’appel au démarrage

Sans simulation précise de ces conditions, les résultats de test peuvent ne pas révéler les faiblesses de conception.

L’AN23600E(F) intègre le mode FLEX, qui simule les réseaux d’impédance complexes rencontrés dans les applications pratiques. Cela permet aux ingénieurs d’évaluer la réponse d’une alimentation lorsqu’elle est connectée à des charges présentant des caractéristiques capacitives et inductives réalistes au démarrage et en fonctionnement. Un tel test fournit une représentation beaucoup plus fidèle des conditions terrain.

3. Test de réponse dynamique de la charge

Les alimentations fonctionnent rarement sous charge constante. Dans des applications telles que les serveurs, les systèmes de télécommunications, les moteurs industriels et les équipements de recharge pour véhicules électriques, la demande de charge change rapidement.

Ces variations soudaines de courant peuvent révéler des faiblesses dans :

• la régulation de tension

• la conception de la boucle de commande

• la réponse transitoire

• la stabilité de sortie

• la suppression de l’ondulation

Les normes industrielles de test accordent de plus en plus d’importance aux performances en charge dynamique, car une mauvaise réponse transitoire peut entraîner une instabilité du système ou une défaillance. Les charges électroniques programmables sont largement reconnues comme des outils essentiels pour évaluer ce comportement.

L’Ainuo AN23600E(F) répond à ce défi grâce à sa capacité intégrée de charge dynamique avec des fréquences allant jusqu’à 50 kHz. Les ingénieurs peuvent programmer des états de courant élevé et faible, des temps de montée et de descente, ainsi que des cycles de charge pour reproduire les conditions réelles de fonctionnement. Le système prend également en charge la mesure de la tension crête à crête pendant les essais dynamiques, aidant ainsi les ingénieurs à identifier les chutes de tension, les dépassements et les anomalies transitoires.

Comment la charge électronique DC haute puissance d’Ainuo améliore la précision des tests

Mesure de précision pour des résultats fiables

Une mesure précise est essentielle lors de la validation d’une alimentation. De petites erreurs peuvent conduire à des conclusions erronées sur les performances du produit.

L’AN23600E(F) offre des capacités de mesure haute précision de la tension, du courant et de la puissance :

• Précision de tension : 0,015 % + 0,015 % F.S.

• Précision de courant : 0,04 % + 0,04 % F.S.

• Précision de puissance : 0,1 % + 0,1 % F.S.

Ces spécifications permettent aux ingénieurs d’obtenir des données hautement fiables tout au long du processus de test, même dans des conditions de fonctionnement exigeantes.

Large plage de courant

Les tests des alimentations modernes nécessitent souvent d’évaluer les performances sur une large plage de fonctionnement.

Les charges électroniques traditionnelles peuvent avoir des plages de courant limitées, obligeant les utilisateurs à basculer entre différentes configurations de test.

L’AN23600E(F) offre une plage de fonctionnement en courant nettement plus large que de nombreuses charges haute puissance conventionnelles. Cette flexibilité permet aux ingénieurs d’évaluer à la fois l’efficacité à faible courant et le fonctionnement à pleine charge à fort courant sur une seule plateforme.

Réponse dynamique ultra-rapide

Les transitions rapides de courant sont essentielles lors de la validation d’alimentations utilisées dans l’informatique, les télécommunications, l’automobile et l’industrie.

L’AN23600E(F) propose des vitesses de montée du courant allant jusqu’à 96 A/μs, permettant aux ingénieurs d’évaluer la rapidité avec laquelle les alimentations réagissent à des changements brusques de charge. Les essais transitoires rapides aident à identifier les problèmes liés :

• à l’instabilité de la boucle de commande

• à l’affaissement de tension

• au temps de récupération

• au dépassement de sortie

• aux performances du système de protection

Cette capacité améliore considérablement la confiance dans la fiabilité du produit avant son déploiement.

Fonctions de test avancées qui résolvent les problèmes industriels

Mode FLEX : simulation de réseaux d’impédance réels

Les alimentations se comportent souvent différemment lorsqu’elles sont connectées à des équipements réels que lorsqu’elles sont testées avec de simples charges résistives.

Le mode FLEX permet de simuler :

• des charges capacitives

• des charges inductives

• des réseaux d’impédance composites

Cette fonctionnalité permet aux fabricants de valider le comportement au démarrage, la gestion des courants d’appel et la stabilité du système dans des conditions réalistes. Les ingénieurs peuvent ainsi identifier des vulnérabilités de conception cachées avant que les produits n’atteignent les clients.

Test de batteries avec le mode BATY

Les systèmes de batteries sont centraux pour :

• les véhicules électriques

• le stockage d’énergie renouvelable

• les systèmes UPS

• l’électronique portable

Le test des batteries nécessite des profils de décharge et des mécanismes de protection spécifiques.

L’AN23600E(F) intègre le mode BATY, prenant en charge :

• la décharge à courant constant (CC)

• la décharge à résistance constante (CR)

• la décharge à puissance constante (CP)

Les ingénieurs peuvent définir des seuils de tension et des durées de test afin d’éviter toute décharge excessive tout en évaluant précisément les performances de la batterie. Ce mode peut également être utilisé pour les tests de supercondensateurs et d’autres dispositifs de stockage d’énergie similaires.

Côté source, l’émulation d’un pack en charge relève quant à elle d’une alimentation CC bidirectionnelle programmable, et les campagnes de cyclage complètes d’un système de test charge/décharge de batteries dédié.

Simulation de charge LED

Les alimentations pour LED nécessitent des conditions de test particulières, car les LED ne se comportent pas comme des charges résistives standard.

L’AN23600E(F) intègre une fonction dédiée de simulation LED qui reproduit les caractéristiques courant-tension des LED sans nécessiter de matrices physiques de LED. Cette approche élimine les problèmes liés :

• à la pollution lumineuse

• à l’instabilité thermique

• au comportement irrégulier des LED

Par conséquent, les fabricants de pilotes LED peuvent effectuer des essais reproductibles et fiables en laboratoire.

Tests de protection OCP et OPP

Les fonctions de protection sont essentielles dans les alimentations modernes.

Les fabricants doivent vérifier :

• la protection contre les surintensités (OCP)

• la protection contre les surpuissances (OPP)

L’AN23600E(F) peut déterminer avec précision les points de déclenchement de protection en surveillant automatiquement les seuils de tension et en enregistrant le courant ou la puissance au moment où la protection s’active.

Cette capacité aide les ingénieurs à valider la conformité aux spécifications de conception tout en réduisant le risque de défaillances sur le terrain. Ces essais complètent les fonctionnalités de sécurité attendues d’une charge électronique CC haute puissance.

L’automatisation améliore la productivité

Mode LIST pour les profils de charge complexes

Les applications modernes exigent souvent des essais sur des séquences de charge complexes plutôt que sur de simples conditions statiques.

L’AN23600E(F) inclut le mode LIST, permettant :

• jusqu’à 8 groupes de test programmables

• jusqu’à 200 étapes par groupe

• des temps d’exécution réglables

Les ingénieurs peuvent simuler des profils d’exploitation réalistes tels que :

• les variations de charge des serveurs

• les fluctuations de demande des systèmes de communication

• les cycles de décharge de batterie

• les variations de charge des moteurs industriels

Cette automatisation réduit considérablement les interventions manuelles tout en améliorant la répétabilité.

Acquisition et analyse de données

Un test efficace exige plus qu’un simple pilotage de charge : il requiert également une visibilité détaillée sur le comportement du système.

L’AN23600E(F) offre une acquisition de données à grande vitesse avec :

• des intervalles d’échantillonnage aussi courts que 1 μs

• jusqu’à 1024 points d’acquisition

• plusieurs options de déclenchement

Les formes d’onde de tension et de courant capturées peuvent être exportées pour une analyse complémentaire, ce qui permet aux ingénieurs de diagnostiquer les événements transitoires et de vérifier les performances avec davantage de confiance. Pour corréler ces relevés avec le rendement de l’alimentation sous test, un analyseur de puissance haute précision complète utilement le banc d’essai.

Programmation visuelle sur PC

La configuration manuelle peut être longue et sujette aux erreurs.

L’AN23600E(F) inclut un logiciel PC qui permet aux ingénieurs de :

• configurer les essais de manière graphique

• créer des profils de charge

• enregistrer les données de test

• générer automatiquement des rapports

La programmation visuelle simplifie considérablement le développement d’essais complexes et améliore la productivité globale du laboratoire.

Principaux secteurs bénéficiant des charges électroniques DC haute puissance

La polyvalence de l’AN23600E(F) le rend adapté à un large éventail de secteurs, notamment :

Véhicules électriques

• tests de chargeurs embarqués

• tests de batteries

• validation des bornes de recharge

• vérification de l’électronique automobile

Énergies renouvelables

• tests d’onduleurs photovoltaïques

• validation des systèmes de stockage d’énergie

• tests d’intégration au réseau

Centres de données

• tests d’alimentations de serveurs

• vérification de la distribution de puissance à fort courant

• validation des systèmes d’alimentation de secours

Automatisation industrielle

• tests de variateurs de moteurs

• évaluation de l’électronique de puissance

• validation des équipements de fabrication

Aérospatial et défense

• qualification des alimentations critiques pour les missions

• vérification de la fiabilité

• essais de stress environnemental

Ces secteurs exigent un haut niveau de fiabilité, ce qui fait des tests avancés par charge électronique une étape essentielle du développement produit et de l’assurance qualité.

Conclusion

À mesure que les systèmes d’alimentation deviennent plus sophistiqués, les méthodes de test traditionnelles ne suffisent plus. Les ingénieurs ont besoin de plateformes d’essai capables de reproduire avec précision les conditions réelles, de mesurer les performances avec une précision exceptionnelle et d’automatiser des procédures de validation complexes.

La charge électronique DC haute puissance Ainuo AN23600E(F) répond à ces exigences grâce à des capacités avancées telles que la simulation d’impédance en mode FLEX, la charge dynamique à grande vitesse, les tests de décharge de batterie, la vérification OCP/OPP, la mesure de précision et la séquence de test automatisée. Sa capacité à émuler des conditions d’utilisation réalistes permet aux ingénieurs de détecter plus tôt les problèmes potentiels dans le processus de développement, de réduire les défaillances produit et d’accélérer la mise sur le marché.

Pour les fabricants opérant dans les véhicules électriques, les énergies renouvelables, l’automatisation industrielle, l’aérospatial, les télécommunications et l’électronique de puissance, une charge électronique DC haute puissance n’est plus un simple accessoire de test : c’est un outil essentiel pour garantir les performances, la sécurité et la fiabilité à long terme des alimentations.

Ces solutions chez Dewetron Services

DEWETRON Services distribue et intègre les charges électroniques et les alimentations programmables nécessaires à la validation complète des alimentations CC :

• AN23600E(F) – Charge électronique CC haute puissance : versions 150 / 600 / 1200 V, 2 à 60 kW, modes FLEX, BATY et LIST pour les essais dynamiques et de batteries.

• ANEVH(F) – Alimentation CC bidirectionnelle programmable : source et absorption d’énergie pour émuler batteries et packs face à l’équipement sous test.

• ANEVT DA(F) – Alimentation CC bidirectionnelle à double canal : deux canaux indépendants pour les bancs de test de chargeurs et de convertisseurs.

• Charge électronique DC programmable : la gamme complète AN23600E(F), de 2 à 60 kW en 150, 600 et 1200 V.

Un projet de banc de test d’alimentations ? Contactez nos ingénieurs pour définir la configuration adaptée à vos essais.

Introduction

À mesure que l’électronique de puissance continue de jouer un rôle central dans les systèmes d’énergie renouvelable, les véhicules électriques, l’automatisation industrielle, les applications aérospatiales et les infrastructures de réseau intelligent, la demande en onduleurs fiables et rigoureusement testés n’a jamais été aussi élevée. Qu’il s’agisse de convertir une alimentation DC issue d’une batterie en alimentation AC pour un variateur de moteur ou d’interfacer des sources d’énergie renouvelable avec le réseau électrique, les onduleurs doivent fonctionner de manière sûre, efficace et constante dans une large plage de conditions d’utilisation.

La validation des performances d’un onduleur ne consiste pas simplement à alimenter l’équipement et à vérifier qu’il fonctionne. Les ingénieurs doivent évaluer le rendement, la réponse dynamique, la tolérance aux défauts, la qualité de l’énergie, le comportement de synchronisation et la conformité aux normes industrielles. Pour atteindre ces objectifs, il faut un environnement de test contrôlé et reproductible.

L’un des outils les plus efficaces à cette fin est une source d’alimentation AC programmable triphasée. Contrairement à l’alimentation secteur conventionnelle ou aux générateurs à fréquence fixe, une source AC programmable permet aux ingénieurs de contrôler avec précision la tension, la fréquence, l’angle de phase, les caractéristiques de forme d’onde et les conditions de perturbation. Cette capacité permet une validation complète des onduleurs tout au long du cycle de développement du produit.

Cet article explore le rôle des sources d’alimentation AC programmables triphasées dans la validation des onduleurs, les principales méthodologies de test, les avantages et les bonnes pratiques pour obtenir des résultats de test fiables.

Comprendre la validation des onduleurs

Un onduleur convertit le courant continu (DC) en courant alternatif (AC). Selon l’application, l’onduleur peut alimenter des moteurs électriques, prendre en charge des systèmes d’énergie renouvelable raccordés au réseau, fournir une alimentation de secours ou entraîner des équipements industriels.

La validation est le processus qui consiste à vérifier que l’onduleur fonctionne conformément aux spécifications de conception et aux exigences réglementaires. Les objectifs typiques de validation comprennent :

• Vérifier la précision de la tension et de la fréquence de sortie

• Mesurer le rendement de conversion

• Évaluer la distorsion harmonique

• Tester les séquences de démarrage et d’arrêt

• Évaluer les caractéristiques de réponse à la charge

• Confirmer les capacités de synchronisation avec le réseau

• Valider les mécanismes de protection

• Garantir la conformité aux normes industrielles

Comme les conditions réelles d’utilisation peuvent varier considérablement, les ingénieurs ont besoin d’une plateforme d’essai capable de recréer des environnements électriques normaux et anormaux. C’est là que les sources d’alimentation AC programmables triphasées deviennent indispensables.

Qu’est-ce qu’une source d’alimentation AC programmable triphasée ?

Une source d’alimentation AC programmable triphasée est un instrument de laboratoire conçu pour générer une alimentation AC hautement contrôlée. Contrairement au réseau électrique, qui peut fluctuer de manière imprévisible, les sources programmables permettent de définir les paramètres électriques avec une précision exceptionnelle.

Les paramètres programmables courants incluent :

• Amplitude de tension

• Fréquence

• Angle de phase

• Contenu harmonique

• Forme de la forme d’onde

• Déséquilibre de tension

• Variations de fréquence

• Événements transitoires

• Perturbations de l’alimentation

Les systèmes avancés prennent souvent en charge :

• La simulation du réseau

• La génération de formes d’onde arbitraires

• L’injection d’harmoniques

• La simulation de flicker

• Les essais de creux et de surtension

• L’enregistrement des données

• L’enchaînement automatisé des tests

Ces capacités permettent aux ingénieurs d’émuler une grande variété d’environnements d’utilisation sans dépendre d’une infrastructure externe.

Pourquoi les sources AC programmables sont essentielles pour les essais d’onduleurs

Conditions de test reproductibles

L’un des plus grands défis du développement d’onduleurs est le maintien de conditions d’essai constantes. L’alimentation secteur peut varier au cours de la journée en raison des variations de charge, des événements de commutation et des perturbations du réseau.

Une source AC programmable élimine ces incertitudes en fournissant des entrées stables et reproductibles. Les ingénieurs peuvent recréer des conditions identiques sur plusieurs cycles de test, ce qui garantit des comparaisons pertinentes entre les versions de conception.

Simulation des conditions réelles

Les onduleurs modernes fonctionnent souvent dans des environnements soumis à :

• Des fluctuations de tension

• Des écarts de fréquence

• Des perturbations du réseau

• Une pollution harmonique

• Un déséquilibre de phase

Une source programmable peut reproduire ces conditions avec précision, permettant aux ingénieurs d’observer le comportement de l’onduleur avant son déploiement.

Cycles de développement accélérés

Au lieu d’attendre des événements réseau naturels, les ingénieurs peuvent générer à la demande des perturbations spécifiques. Cela réduit considérablement le temps d’essai et accélère le développement du produit.

Vérification de la conformité

De nombreux secteurs exigent le respect de normes régissant la qualité de l’énergie, la sécurité et l’interaction avec le réseau. Les sources AC programmables simplifient les essais de conformité en reproduisant des scénarios de test normalisés dans un environnement contrôlé.

Principaux essais de validation des onduleurs

1. Essai de la plage de tension d’entrée

Les onduleurs doivent fonctionner correctement sur une plage de tension spécifiée.

À l’aide d’une source programmable, les ingénieurs peuvent faire varier progressivement la tension d’entrée tout en surveillant :

• La stabilité de sortie

• Le rendement

• La consommation de courant

• Le comportement thermique

Ce test permet d’identifier les seuils de tension à partir desquels une dégradation des performances peut apparaître.

2. Essai de variation de fréquence

Les réseaux électriques ne fonctionnent pas toujours exactement à 50 Hz ou 60 Hz. De légères variations de fréquence peuvent se produire en raison des déséquilibres entre production et charge.

Une source AC programmable permet d’effectuer des ajustements de fréquence contrôlés afin de vérifier que l’onduleur :

• Maintient la synchronisation

• Produit une sortie stable

• Respecte les spécifications de performance

Les essais peuvent inclure des variations de fréquence progressives ou rapides.

3. Essai de creux et de surtension de tension

Les creux et les surtensions de tension comptent parmi les problèmes de qualité d’énergie les plus courants dans les systèmes électriques.

Un creux de tension se produit lorsque la tension diminue temporairement, tandis qu’une surtension correspond à une augmentation temporaire.

Les ingénieurs peuvent utiliser des sources AC programmables pour simuler :

• Des creux de courte durée

• Des creux de longue durée

• Des baisses de tension importantes

• Des conditions de surtension

Les données obtenues permettent de déterminer si l’onduleur peut traverser les perturbations sans déclenchement injustifié.

4. Essai de déséquilibre de phase

Dans les systèmes triphasés, un déséquilibre de tension peut apparaître en raison d’une répartition inégale des charges ou de défauts réseau.

Les sources programmables permettent un contrôle indépendant de chaque phase, ce qui permet aux ingénieurs de créer :

• Des conditions de déséquilibre modéré

• Des scénarios de déséquilibre sévère

• Des écarts d’angle de phase

La réponse de l’onduleur peut ensuite être évaluée en termes de stabilité, de rendement et de gestion des défauts.

5. Essai de distorsion harmonique

Les réseaux électriques contiennent souvent des composantes harmoniques générées par des charges non linéaires.

Les sources AC programmables dotées de capacités de génération d’harmoniques peuvent injecter des fréquences harmoniques sélectionnées dans la forme d’onde d’entrée.

Cela permet aux ingénieurs d’évaluer :

• L’immunité aux harmoniques

• La robustesse de la boucle de commande

• L’efficacité du filtrage

• Les performances en matière de qualité de l’énergie

Ce type d’essai est particulièrement important pour les onduleurs raccordés au réseau.

6. Essai de réponse transitoire

Des changements rapides de tension et de fréquence peuvent mettre à l’épreuve les systèmes de commande des onduleurs.

L’essai transitoire évalue la rapidité et l’efficacité avec lesquelles l’onduleur réagit à des événements soudains.

Les exemples incluent :

• Des baisses de tension instantanées

• Des sauts de fréquence

• Des décalages de phase

• Des variations rapides de charge

Les indicateurs de performance comprennent généralement le temps de récupération, la stabilité et la qualité de sortie.

7. Validation de la synchronisation avec le réseau

Les onduleurs raccordés au réseau doivent se synchroniser avec précision avec l’alimentation publique avant le raccordement.

Les sources AC programmables peuvent simuler des conditions réseau réalistes, permettant de valider :

• Le fonctionnement du verrouillage de phase

• Le temps de synchronisation

• Les fonctions anti-îlotage

• Le comportement au reconnectage

Ces essais sont essentiels pour les applications d’énergie renouvelable et de stockage d’énergie.

Essais des onduleurs pour les énergies renouvelables

Les onduleurs solaires et de stockage d’énergie présentent des défis de validation spécifiques, car ils interagissent directement avec les réseaux électriques.

Un simulateur de réseau CA régénératif peut émuler :

• Des réseaux faibles

• Des réseaux déformés

• Des excursions de fréquence

• Des conditions de défaut sur le réseau

Les ingénieurs peuvent ainsi vérifier que l’onduleur reste conforme aux codes réseau tout en maintenant un fonctionnement stable.

Cette capacité est particulièrement importante à mesure que les exploitants de réseau adoptent des exigences d’interconnexion de plus en plus strictes.

Essais des onduleurs pour variateurs de moteur

Les variateurs de moteur industriels fonctionnent souvent dans des conditions électriques et mécaniques exigeantes.

Les objectifs de validation incluent généralement :

• La vérification du contrôle du couple

• L’essai d’accélération dynamique

• L’analyse du fonctionnement en régénération, qui suppose une source CA régénérative capable d’absorber l’énergie renvoyée

• L’évaluation de la réponse à la surcharge

Une source programmable permet aux ingénieurs de simuler un large éventail de conditions d’alimentation tout en surveillant les performances de l’onduleur.

Le résultat est un système d’entraînement plus robuste, capable de maintenir son fonctionnement dans des environnements difficiles.

Exécution automatisée des essais

Les sources AC programmables modernes prennent en charge l’automatisation via des interfaces logicielles telles que :

• LAN

• USB

• GPIB

• RS-232

• Jeux de commandes SCPI

L’automatisation offre plusieurs avantages :

Meilleure efficacité

Les séquences de test automatisées peuvent exécuter des centaines de scénarios sans intervention manuelle.

Meilleure répétabilité

Les erreurs humaines sont réduites, ce qui améliore la cohérence des résultats.

Collecte de données améliorée

Les mesures peuvent être enregistrées en continu pour une analyse détaillée.

Tests de régression plus rapides

Chaque fois que des modifications de firmware ou de matériel sont introduites, les suites complètes de validation peuvent être relancées rapidement.

Cette capacité est particulièrement utile dans les environnements de développement à fort volume.

Avantages de l’utilisation des sources AC programmables triphasées

Les organisations qui intègrent des sources AC programmables dans leur processus de validation des onduleurs obtiennent souvent plusieurs avantages importants.

Fiabilité accrue des produits

Des essais complets révèlent les faiblesses de conception avant que les produits n’atteignent les clients.

Réduction du risque de développement

Les modes de défaillance potentiels peuvent être identifiés tôt dans le cycle de conception.

Réduction du délai de mise sur le marché

Les ingénieurs peuvent terminer la validation plus efficacement grâce aux essais automatisés.

Amélioration de la conformité réglementaire

Des procédures de test standardisées facilitent les efforts de certification.

Réduction des coûts de garantie

Les produits validés dans des conditions d’utilisation réalistes risquent moins de tomber en panne sur le terrain.

Bonnes pratiques pour la validation des onduleurs

Pour maximiser l’efficacité des essais, les organisations devraient suivre plusieurs bonnes pratiques.

Définir des objectifs de test clairs

Chaque essai doit comporter des critères d’acceptation mesurables liés aux exigences du produit.

Couvrir les conditions les plus défavorables

Les essais doivent aller au-delà des conditions nominales et inclure des scénarios extrêmes.

Automatiser autant que possible

L’automatisation améliore la répétabilité et augmente la couverture globale des essais.

Enregistrer des données complètes

La capture de la tension, du courant, de la puissance, des harmoniques, de la température et des journaux d’événements permet une analyse plus approfondie. C’est le rôle d’un analyseur de puissance haute précision, placé en entrée et en sortie de l’onduleur pour mesurer le rendement de conversion.

Valider tôt et souvent

Les essais doivent avoir lieu tout au long du développement et pas uniquement lors de l’étape finale de qualification.

Reproduire les conditions de terrain

Les programmes d’essais les plus utiles reproduisent fidèlement les environnements de fonctionnement réels.

Tendances futures de la validation des onduleurs

À mesure que les systèmes électriques deviennent plus complexes, les exigences de validation des onduleurs continuent d’évoluer.

Les tendances émergentes incluent :

• La simulation avancée du réseau

• Les essais Hardware-in-the-Loop (HIL)

• L’intégration de jumeaux numériques

• L’analyse des défauts assistée par IA

• Les essais d’interopérabilité des énergies renouvelables

• La validation de la cybersécurité pour les systèmes d’alimentation connectés

Les sources d’alimentation AC programmables deviennent de plus en plus des composants centraux de ces architectures de test avancées.

Leur capacité à recréer des environnements électriques très réalistes les rend indispensables pour le développement des onduleurs de nouvelle génération.

Conclusion

Les performances des onduleurs sont essentielles pour les systèmes modernes d’énergie, de transport, d’industrie et d’infrastructure. Garantir que ces dispositifs fonctionnent de manière fiable dans toutes les conditions attendues nécessite un processus de validation rigoureux et reproductible.

Une source d’alimentation AC programmable triphasée offre la flexibilité, la précision et le contrôle nécessaires pour effectuer des essais complets d’onduleurs. En permettant la simulation de variations de tension, de changements de fréquence, d’harmoniques, de transitoires, de déséquilibres de phase et de perturbations du réseau, ces systèmes permettent aux ingénieurs d’évaluer le comportement de l’onduleur bien au-delà de ce que permet une alimentation secteur conventionnelle.

Le résultat est un produit plus fiable, des cycles de développement plus rapides, une meilleure conformité réglementaire et une confiance accrue dans les performances en conditions réelles. À mesure que les technologies d’onduleurs continuent de progresser et que les systèmes électriques deviennent de plus en plus dynamiques, les sources d’alimentation AC programmables triphasées resteront l’un des outils les plus importants de la boîte à outils de l’ingénieur validation.

Ces solutions chez Dewetron Services

DEWETRON Services distribue et intègre les sources d’alimentation programmables et les instruments de mesure nécessaires à la validation complète des onduleurs :

• AN61(F) – Source d’alimentation CA programmable de test : tension, fréquence, angle de phase et perturbations programmables pour les essais d’onduleurs.

• ANRGS(F) – Simulateur de réseau CA régénératif : creux, surtensions, déséquilibres et harmoniques pour la conformité aux codes réseau.

• DEWE3-PA8 – Analyseur de puissance avancé : mesure du rendement, des harmoniques et de la qualité de l’énergie sur l’ensemble du banc.

Un projet de banc de validation d’onduleurs ? Contactez nos ingénieurs pour définir la configuration adaptée à vos essais.

Alors que l’électronique de puissance continue d’évoluer, les charges électroniques CC haute puissance sont devenues des outils indispensables dans les laboratoires de recherche, les sites de fabrication, les centres d’essais pour les énergies renouvelables et les environnements de développement de batteries. Ces instruments sont conçus pour simuler des charges électriques en prélevant de la puissance sur des sources CC telles que des batteries, des piles à combustible, des alimentations, des panneaux solaires et des systèmes de recharge pour véhicules électriques.

Les charges électroniques CC haute puissance modernes peuvent gérer des centaines, voire des milliers de watts. Si leurs capacités en font des équipements essentiels pour les applications de test et de validation, elles introduisent également des risques importants. Des courants excessifs, une surchauffe, des tensions instables et des défaillances inattendues du système peuvent endommager des équipements coûteux, invalider les résultats d’essai et même créer des conditions de travail dangereuses.

Pour les ingénieurs et les techniciens, la sécurité ne doit jamais être considérée comme secondaire lors du choix d’une charge électronique CC haute puissance. Les bonnes fonctions de sécurité protègent non seulement l’équipement testé, mais aussi le personnel, tout en garantissant des essais fiables et reproductibles.

Voici cinq fonctions de sécurité critiques que toute charge électronique CC haute puissance devrait intégrer.

1. Protection contre les surtensions (OVP)

La protection contre les surtensions est l’un des mécanismes de sécurité les plus importants dans toute charge électronique CC haute puissance. Pendant les essais, la tension fournie par la source testée peut dépasser la plage de fonctionnement nominale de la charge en raison de dysfonctionnements du système, de réglages incorrects, de pics transitoires ou de conditions de fonctionnement inattendues.

Sans protection adéquate, une tension excessive peut endommager des composants internes tels que les MOSFET, les condensateurs et les circuits de commande. Dans les cas graves, cela peut entraîner une défaillance catastrophique de la charge électronique elle-même.

Fonctionnement de la protection contre les surtensions

La protection contre les surtensions surveille en continu la tension d’entrée. Lorsque la tension dépasse un seuil prédéfini, le système prend automatiquement des mesures correctives, telles que :

• la déconnexion de l’entrée de la charge

• l’arrêt du circuit de charge

• le déclenchement d’alarmes ou d’indicateurs d’avertissement

• l’enregistrement des conditions de défaut à des fins de diagnostic

Pourquoi c’est important

Les environnements de test haute puissance impliquent souvent des alimentations coûteuses, des systèmes de batteries et des prototypes. Un seul événement de surtension peut causer des dommages matériels d’une valeur de plusieurs milliers d’euros. L’OVP réduit ce risque en empêchant la propagation de conditions de tension anormales dans le système d’essai.

Applications pour lesquelles l’OVP est essentielle

• Essais de charge et de décharge de batteries

• Caractérisation de panneaux solaires

• Essais de piles à combustible

• Développement de chaînes de traction pour véhicules électriques

• Vérification d’alimentations industrielles

Une charge électronique de qualité doit offrir des seuils de surtension réglables et des temps de réponse rapides afin d’assurer une protection maximale.

2. Protection contre les surintensités (OCP)

Les essais à fort courant constituent l’une des fonctions principales d’une charge électronique CC. Cependant, un courant trop élevé peut créer des conditions de fonctionnement dangereuses pour la source testée comme pour la charge électronique elle-même.

Les situations de surintensité peuvent se produire en raison de :

• paramètres d’essai incorrects

• erreurs de configuration logicielle

• changements brusques du comportement de la source

• conditions de court-circuit

• erreurs de l’opérateur

Sans dispositif de protection adapté, un courant excessif peut faire surchauffer les conducteurs, endommager les semi-conducteurs et réduire la durée de vie de l’équipement d’essai.

Fonctionnement de la protection contre les surintensités

La protection contre les surintensités mesure en continu le courant circulant dans la charge électronique. Lorsque le courant dépasse la limite prédéfinie, le système intervient immédiatement en :

• limitant le courant absorbé

• réduisant la demande de charge

• passant en mode de protection

• déconnectant le chemin d’entrée

• générant des notifications de défaut

Pourquoi c’est important

De nombreux équipements sous test imposent des limites strictes de courant. Le dépassement de ces spécifications peut endommager définitivement des batteries, des convertisseurs de puissance et des composants électroniques sensibles.

Dans les environnements de test de batteries haute puissance, des courants de décharge excessifs peuvent également générer une chaleur excessive, accélérer la dégradation des cellules ou créer des conditions d’emballement thermique.

Avantages de l’OCP

• protège les équipements coûteux

• prévient la surchauffe

• améliore la sécurité de l’opérateur

• réduit les arrêts d’équipement

• renforce la fiabilité des essais

Les charges électroniques dotées de limites de courant programmables et de temps de réponse rapides offrent un environnement d’essai nettement plus sûr.

3. Protection contre la surtempérature (OTP)

La chaleur est l’un des principaux ennemis des équipements électroniques. Les charges électroniques CC haute puissance dissipent de grandes quantités d’énergie en fonctionnement, en transformant souvent l’énergie électrique en chaleur via leurs dispositifs de puissance internes et leurs systèmes de refroidissement.

À mesure que la puissance augmente, la gestion thermique devient de plus en plus importante. Même les systèmes de refroidissement bien conçus peuvent être compromis par :

• des ouïes d’aération obstruées

• des défaillances de ventilateurs

• des températures ambiantes élevées

• un fonctionnement prolongé à forte puissance

• l’accumulation de poussière

• une ventilation insuffisante

Des températures excessives peuvent entraîner une réduction de la durée de vie des composants, des mesures inexactes et une défaillance matérielle permanente.

Fonctionnement de la protection contre la surtempérature

La protection contre la surtempérature utilise des capteurs de température stratégiquement placés dans la charge électronique. Ces capteurs surveillent en continu les composants critiques, notamment :

• les dissipateurs thermiques

• les semi-conducteurs de puissance

• les cartes électroniques internes

• les systèmes de refroidissement

Lorsque les températures dépassent les limites de fonctionnement sûres, le système peut :

• réduire la consommation de puissance

• limiter le courant absorbé

• augmenter l’activité de refroidissement

• déclencher des messages d’avertissement

• arrêter complètement la charge

Pourquoi c’est important

Les dommages thermiques se développent souvent progressivement et peuvent ne devenir apparents qu’après qu’une détérioration permanente s’est déjà produite. L’OTP fournit un mécanisme de défense proactif qui empêche les températures excessives d’atteindre des niveaux dangereux.

Avantages de l’OTP

• prolonge la durée de vie de l’équipement

• évite les défaillances catastrophiques

• maintient la précision des mesures

• réduit les coûts de maintenance

• améliore la fiabilité du système

Pour les applications haute puissance continues telles que les cycles de batterie et les essais de vieillissement, la protection contre la surtempérature est absolument essentielle.

4. Protection contre l’inversion de polarité

Même les ingénieurs expérimentés commettent parfois des erreurs de câblage. Lors de la mise en place, inverser accidentellement les bornes positives et négatives peut endommager instantanément des équipements électroniques.

Les inversions de polarité sont particulièrement fréquentes dans :

• les laboratoires d’essais de batteries

• les environnements de développement de prototypes

• les laboratoires pédagogiques

• les installations nécessitant des reconfigurations fréquentes

• les infrastructures de test partagées par plusieurs utilisateurs

Sans protection contre l’inversion de polarité, des connexions incorrectes peuvent détruire des circuits internes en quelques secondes.

Fonctionnement de la protection contre l’inversion de polarité

La protection contre l’inversion de polarité détecte une polarité d’entrée incorrecte avant qu’un courant significatif ne puisse circuler dans la charge électronique. Selon la conception, les méthodes de protection peuvent inclure :

• des diodes de protection

• des circuits à base de MOSFET

• des relais de déconnexion automatique

• des mécanismes de commutation électroniques

Lorsqu’une polarité inversée est détectée, le système bloque le passage du courant et avertit l’opérateur.

Pourquoi c’est important

L’erreur humaine est impossible à éliminer totalement. Les systèmes de sécurité efficaces doivent anticiper les erreurs et en réduire les conséquences.

La protection contre l’inversion de polarité offre :

• une protection contre les erreurs de câblage accidentelles

• une réduction des coûts de réparation

• des dépenses de remplacement d’équipement plus faibles

• une meilleure sécurité en laboratoire

• une plus grande confiance lors de la mise en place des essais

Dans les applications de test de batteries impliquant des packs lithium-ion à forte énergie, la protection contre l’inversion de polarité est particulièrement importante, car des connexions incorrectes peuvent entraîner de graves dommages matériels et de potentiels risques pour la sécurité.

5. Protection contre les courts-circuits et les défauts

Des défauts inattendus peuvent survenir dans pratiquement n’importe quel environnement de test. Les composants peuvent tomber en panne, les câbles peuvent être endommagés et les prototypes ont souvent un comportement imprévisible.

Les conditions de court-circuit peuvent produire :

• des courants extrêmement élevés

• une génération rapide de chaleur

• des arcs électriques

• la destruction de composants

• des risques pour la sécurité des opérateurs

Comme les charges électroniques CC haute puissance sont souvent connectées à des sources d’énergie capables de délivrer d’énormes quantités de puissance, la protection contre les défauts est critique.

Fonctionnement de la protection contre les courts-circuits

Les systèmes de protection contre les courts-circuits et les défauts surveillent en continu les conditions de fonctionnement et recherchent des comportements électriques anormaux, notamment :

• un effondrement brutal de la tension

• des pics de courant excessifs

• des défaillances internes de composants

• des augmentations anormales de température

• des erreurs de communication

Lorsqu’un défaut est détecté, la charge électronique peut immédiatement :

• déconnecter l’entrée

• arrêter les étages de puissance

• passer dans un état de fonctionnement sûr

• enregistrer les informations de diagnostic

• avertir l’opérateur

Pourquoi c’est important

Un court-circuit peut se développer en quelques millisecondes, laissant très peu de temps pour une intervention manuelle. Les mécanismes de protection automatisés réagissent beaucoup plus rapidement que n’importe quel opérateur.

Avantages de la protection contre les défauts

• empêche la destruction de l’équipement

• protège les opérateurs contre les conditions dangereuses

• réduit les coûts de maintenance

• améliore la disponibilité du système

• préserve l’intégrité des essais

Les charges électroniques avancées intègrent souvent plusieurs systèmes de protection au sein d’une architecture unifiée de gestion des défauts, offrant ainsi une couverture de sécurité complète sur tous les modes de fonctionnement.

Conclusion

Les charges électroniques CC haute puissance sont des instruments puissants et polyvalents qui jouent un rôle crucial dans les essais électroniques modernes. Cependant, la capacité d’absorber de grandes quantités d’énergie électrique introduit également des risques importants. Choisir une charge électronique uniquement sur la base de ses puissances admissibles et de ses spécifications de performance peut être une erreur coûteuse si les fonctions de sécurité sont négligées.

Cinq capacités de sécurité devraient être considérées comme essentielles dans toute charge électronique CC haute puissance :

1. Protection contre les surtensions (OVP)

2. Protection contre les surintensités (OCP)

3. Protection contre la surtempérature (OTP)

4. Protection contre l’inversion de polarité

5. Protection contre les courts-circuits et les défauts

Ensemble, ces fonctions créent plusieurs couches de défense qui protègent l’équipement, maintiennent la précision des essais et assurent la sécurité de l’opérateur. À mesure que les environnements d’essai deviennent de plus en plus complexes et que les niveaux de puissance continuent d’augmenter, les mécanismes de protection complets ne sont plus facultatifs : ils constituent des exigences fondamentales.

Investir dans une charge électronique CC haute puissance équipée de systèmes de sécurité robustes conduit, au final, à des essais plus fiables, à des coûts d’exploitation plus faibles, à une durée de vie accrue des équipements et à un environnement de travail plus sûr pour toutes les personnes concernées.

Ces solutions chez Dewetron Services

Nous distribuons des charges électroniques et des bancs d’essai de puissance dotés de ces protections, pour la validation d’alimentations, de batteries et de piles à combustible :

• AN23600E(F) – Charge électronique CC haute puissance : protections programmables en tension, courant et température pour les essais de forte puissance.

• ANEVH(F) – Alimentation CC bidirectionnelle programmable : source et charge en un seul instrument pour l’émulation de batteries.

• Battery Cycler – Station de cyclage de batteries : cycles de charge et de décharge automatisés et surveillés en continu.

Un doute sur le niveau de protection adapté à votre banc d’essai ? Contactez notre équipe pour en discuter.