| Peut-on utiliser en Europe un appareil destiné aux Etats-Unis (ou l'inverse). Deux paramètres doivent être pris en compte: la tension et la fréquence. |
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Blocs d'alimentation et
Les blocs d'alimentation modernes peuvent fonctionner sous toutes les tensions et toutes les fréquences. Il s'agit des blocs d'alimentation pour les smartphones et de nombreux appareils portables.
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 Les différentes prises qu'on trouve dans le monde. La tension van de 100 à 240V et la fréquence est de 50 ou 60Hz (et même 400Hz dans les avions et sur les navires militaires). |
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Transformateurs
Pour modifier une tension qui n'est pas conforme, il faut utiliser un transformateur. La fréquence reste la même. Il faut choisir un transfo adapté à la tension de réseau.Un transfo qui est spécifié pour du 50Hz peut fonctionner sur du 60Hz et inversément, mais le rendement sera moindre (le transfo chauffera plus). Les transfo's ne peuvent pas être utilisés à leur puissance nominale, mais à une puissance de 75% environ. Il faut controler que le transfo ne chauffe pas trop.
Un transfo conçu pour le 60Hz a moins de fer qu'un transfo 50Hz de même puissance. Si le transfo est utilisé sur le réseau 50Hz, les tôles peuvent entrer en saturation avec un très fort appel de courant. Cela se produit très peu, les transfos sont construits avec des marges très importantes. Un transfo 60Hz qui est utilisé sur du 50Hz doit travailler sur une tension plus basse pour éviter tout problème.
La fréquence n'est donc pas tellement importante pour les appareils qui ont un transfo intégré (par exemple des anciennes chaines hifi, les vielles radios,...). L'appareil ne peut pas fonctionner à sa puissance nominale et il faut controler l'échauffement du trasfo. De nombreux appareils électroniques sont équipés d'un transfo, mais la tendance est d'utiliser une alimentation à découpage qui a un meilleur rendement et un meilleur facteur de puissance et de crête.
Appareils de chauffage
La fréquence ne joue aucun rôle pour les appareils de chauffage (et l'éclairage à incandescence). La tension doit être dans les limites: une augmentation de 10% de la tension augmente la puissance de 21%. Une lampe à incandescence ne va tenir le coup que 250 heures au lieu de 1000 heures. Pour les appareils de chauffage, il faut aussi tenir compte de la puissance qui sera dissipée, elle croit au carré avec la tension.
Eclairage
La fréquence est importante pour les lampes à décharge (TL, lampes au mercure haute pression, sodium,...). Le ballast détermine le courant correct qui doit circuler dans la lampe. Une lampe avec ballast magnétique doit être alimenté avec la tension et la fréquence correcte.
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Générateurs
On peut parfois trouver sur certains sites de vente de surplus militaire des générateurs en provenance de l'OTAN. Peut-on les adapter pour produire du 50Hz au lieu du 60Hz? On trouve toutes les informations sur la page des générateurs 60Hz.
Convertisseurs
Quand on doit transformer le 50Hz en 60Hz ou inversément, on utilise des convertisseurs statiques. Le Japon a un réseau 50Hz dans une partie du pays et un réseau 60Hz dans l'autre partie (informations en bas de page).On utilise également de tels convertisseurs pour transformer le courant alternatif en courant continu très haute tension quand il doit être transporté sur de très longues distances (il y a moins de pertes avec le continu). A l'arrivée, il faut à nouveau transformer le continu en alternatif.
On a utilisé très longtemps des convertisseurs rotatifs car on ne disposait pas de l'électronique de puissance nécessaire, mais les convertisseurs rotatifs ont des avantages par rapport aux convertisseurs statiques:
- Les convertisseurs rotatifs résistent mieux aux surcharges, ils peuvent fournir un courant triple pendat un court instant.
- Le courant de cours circuit est automatiquement limité par l'entrefer à une valeur 5× supérieure au courant nominal. Les fusibles peuvent être de calibre plus faible (ils ne doivent pas être en mesure de sectionner un courant de cours circuit extrèmement élevé).
- L'énergie cinétique accumulée dans le convertisseur permet d'absorber les chutes de tension momentanées. La demande d'énergie est un peu étalée dans le temps.
- Le moteur synchrone peut être utilisé pour corriger le facteur de puissance du réseau primaire: si on augmente l'excitation du moteur, on lui fait produire de l'énergie réactive. Le moteur peut ainsi être utilisé comme compensateur synchrone (en plus de sa fonction de moteur).
Les convertisseurs rotatifs sont souvent utilisés dans l'armée, non pas parce qu'elle aime les vieux trucs plein de rouille et puant l'huile de moteur, mais parce que les convertisseurs rotatifs résistent mieux à un usage militaire (surcharge, surtension,...). Une armée de l'OTAN a des machines qui travaillent sur le 50Hz et sur le 60Hz.
A droite la plaquette d'identification du moteur et du générateur. Comme il n'y a pas d'engrenage, les deux machines travaillent à la même vitesse. La vitesse de rotation est de 600 tours/minute: avec 5 paires de pôles on obtient du 50Hz et avec 6 paires de pôles du 60Hz.
Le moteur est alimenté en 6kV sous 135A (1270kW). Il s'agit d'un moteur synchrone pour éviter que la fréquence en sortie ne change trop. Le démarrage est effectué à vide et le moteur a une petite cage d'écureuil pour permettre le démarrage comme un moteur asynchrone. Une fois que la vitesse synchrone est presque atteinte on enclenche l'alimentation de la roue polaire (210V - 56A) et le moteur travaille comme un moteur synchrone.
Le générateur fournit une tension de 6300/3640V (montage étoile ou triangle) avec une puissance de 1500kVA acec un facteur de puissance de 0.8 (1200kW). L'excitation est de 280V 46A (12.88kW). Il s'agit d'un alternateur simple étage avec des balais pour transmettre l'excitation à la roue polaire.
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