Contrôles véhiculaires Protek | L'EXPÉRIENCE DE L'ÉNERGIE ALTERNATIVE |
ASPECTS TECHNIQUES

Téléchargez et complétez le formulaire et le soumettre via télécopieur au 514 360.6368 ou par courriel drancourt@covepro.ca
Courant C.C. requis pour le convertisseur

Un convertisseur de courant convertit le voltage C.C. en voltage C.A. . Pour les fins de discussions, nous dirons que la puissance (watts) est égale
au voltage (volts), multiplié par le courant (ampères) provenant de la source d’alimentation, autant en C.A. qu’en C.C.

   Par exemple :
   2400 watts = 12 volts C.C x 200 ampères
   et
   2400 watts = 120 volts C.A. x 20 ampères

À partir de ces deux exemples de 2400 watts à 12 volts et 2400 watts à 120 volts, il est maintenant facile de comprendre qu’il y a une conversion de voltage de 1 pour 10 (12 à 120) et un conversion de courant de 10 pour 1 (200 à 20).

De cette relation entre la puissance d’alimentation et la puissance de sortie, découle la règle suivante :

   (courant C.C. alimentation) x (efficacité) = (puissance de sortie C.A.)


Cette relation directe a donc mené à la règle d’usage pour l’estimation de consommation des convertisseurs de courant C.C. à C.A. soit :

   Convertisseur 12 volts C.C :Puissance de sortie (watts) ÷ 10 = courant d’alimentation C.C.
   Convertisseur 24 volts C.C :Puissance de sortie (watts) ÷ 20 = courant d’alimentation C.C.

Cette règle peut être utilisée afin d’estimer la puissance minimale requise pour l’alternateur et sera aussi utilisée plus tard afin de connaître le format minimal des accumulateurs requis dans les applications, où seul les accumulateurs procurent l’énergie d’alimentation. Les exemples suivants
devraient vous aider à clarifier cette règle.

Exemple A :
Quel est le courant de consommation d’un convertisseur de courant 12 volts C.C quand il alimente un aspirateur dont la plaque signalétique indique
qu’il consomme 6 ampères à 120 volts C.A. ?

La consommation de l’électroménager est donnée en ampères. Nous devons donc calculer en premier lieu la puissance qu’il consomme, pour ensuite appliquer la règle d’usage afin de trouver le courant de consommation du convertisseur.

   Puissance de sortie = 120 volts x 6 ampères = 720 watts
   et
   Le courant de consommation = 720 watts ÷ 10 = 72 ampères C.C.

Exemple B :
Quel est le courant de consommation d’un convertisseur de courant 24 volts C.C. quand il alimente un grille-pain dont la plaque signalétique indique
qu’il a une puissance de 1050 watts à 120 volts C.A. ?

Étant donné que la puissance de l’électroménager est déjà donnée en watts, la règle d’usage peut être utilisée telle quelle.

Courant de consommation = 1050 ÷ 20 = 52.5 ampères C.C.

Cette information sur le courant C.C requis pour les convertisseurs, permettra de déterminer la puissance de l’alternateur ou du système de charge afin d’alimenter un convertisseur en opération continue. Cette règle d’usage sera utilisée plus tard dans les propos concernant les formats d’alternateurs.
TYPE ET CAPACITÉ DE L’ACCUMULATEUR

En général les accumulateurs utilisés sont d’application automotives ou marines et sont de type acide-plomb. Ils peuvent être séparés en deux catégories dépendant de leurs usages : accumulateur de démarrage et accumulateur à décharge profonde (deep cycle).

Les accumulateurs de démarrage sont conçus spécifiquement afin de produire des centaines d’ampères pour une courte période de temps afin de démarrer un moteur. Le démarrage d’un moteur ne requiert seulement qu’une faible portion de la capacité d’un accumulateur et est rapidement
rechargé par l’alternateur lorsque le moteur est démarré.

L’accumulateur à décharge profonde quant à lui, a été conçu pour délivrer un courant constant pour une période prolongée en plus de pouvoir être complètement déchargé avant d’être rechargé à nouveau. ** Attention : complètement déchargé ne veut pas dire déchargé à 0 volt, mais plutôt à 10.5 volts.

L’accumulateur acide-plomb de catégorie à décharge profonde est parfaitement bien adapté au cycle de décharge et recharge, communément
rencontré dans les applications de convertisseur de courant. Cet accumulateur est disponible en configuration avec ou sans entretien ou électrolyte,
il n’a pas besoin d’être vérifié ou renivelé. Il est aussi disponible en type gel ou AGM
(Absorb Glass Mat). Les accumulateurs à décharge profonde sont généralement publicisés pour un usage de véhicule récréationnel ou marin et est souvent appelé « batterie marine ».

Le « Battery Council International » (BCI) est une organisation volontaire de l’industrie de l’accumulateur qui aide a standardiser les formats et spécifications des accumulateurs. Les spécifications de capacité en usage actuellement sont : « Cold Cranking Amperes » (CCA), « Marine Crancking Amperes » (MAC), « Reserve Capacity » (RC) et « Ampere-Hour » (H-A). Les deux premières spécifications sont utilisées afin de déterminer
la capacité des accumulateurs de démarrage et n’ont aucun rapport avec les accumulateurs devant subir des cycles de décharge et recharge.
La spécification de capacité de réserve (RC) est une statistique qui permet de savoir combien de temps une voiture continuerait de fonctionner jusqu’à une éventuelle station service si jamais le système de charge de la voiture venait à briser.

Ce qui nous amène à la plus vieille et la plus mal comprise des spécifications, soit les ampèresheures (A-H). Les ampères-   heures se définissent ainsi : l’ampère-heure est une unité de mesure pour les accumulateurs ayant une capacité d’emmagasiner d’électricité et dont la capacité se mesure en multipliant le courant de décharge en ampère par le temps en heure de décharge. La spécification est généralement basé sur une période de 20 heures et se termine lorsque le voltage atteint un niveau de 10.5 VCC.


Exemple :
Un accumulateur qui peut fournir 5 ampères pour 20 heures a une capacité de 100 A-H. 5 ampères x 20 heures = 100 ampères/heures


La raison pour laquelle cette statistique est mal comprise est simple. Un accumulateur qui a une capacité de 100 A-H ne peut pas nécessairement délivrer 100 A-H. La raison sous-jacente est l’efficacité avec laquelle l’accumulateur convertit l’énergie chimique en énergie électrique. La capacité d’ampèrage-heure d’un accumulateur est affectée par ces différentes raisons :


   Rapidité de décharge : Un accumulateur devient moins efficace lorsque l’ampérage de décharge est augmenté. Par 
   exemple, uin accumulateur de 100 A-H devrait pouvoir délivrer 5 ampères pour une période de 20 heures. Si le courant de
   décharge est augmenté à 25 ampères, la capacité sera réduite à approximativement 75 A-H (25 ampères x 3 heures = 75
   A-H).


   Température d’opération : Un accumulateur devient moins efficace lorsque la température est basse. Plusieurs                         
   manufacturiers d’accumulateurs établissent leurs spécifications ampèresheures à une température de 80°F (26.67°C). A une
   température de 32°F (0°C), le même accumulateur ne produira que 65% de sa capacité, même s’il est complètement chargé.
   À une température de 0°F (17.78°C) la capacité d’un accumulateur sera réduite à 40% de sa capacité normale.


   Âge de l’accumulateur : À mesure qu’un accumulateur est utilisé le matériel actif qui compose les plaques, se détériore et
   devient inutilisable. Au fur et à mesure qu’il vieillit, le matériel actif diminuera et la réserve en minutes diminuera aussi de
   façon substantielle. Un accumulateur vieillira rapidement (moins de matériel actif sur les plaques) s’il est régulièrement
   déchargé profondément, s’il est laissé déchargé pour une longue période ou encore surchargé régulièrement.
DÉTERMINER LE NOMBRE D’ACCUMULATEUR

Déterminer le nombre d’accumulateur requis dans un système peut devenir très fastidieux si toutes les différentes variables sont prises en considération; tel que la profondeur de décharge des accumulateurs, la rapidité de la décharge et la vie utile espérée de votre accumulateur. Afin de rendre le calcul plus simple et obtenir un nombre d’accumulateur raisonnable nous
assumerons que : 1) une décharge à 50% de l’accumulateur nous apporteras une vie utile raisonnable à un coût du système abordable, 2) aucun courant de recharge n’est présent dans le système, 3) l’accumulateur est pleinement chargé au début du cycle de décharge 4) le courant de décharge ne dépasse jamais 1/3 de la capacité de réserve de l’accumulateur.

Suivez les étapes ci-dessous afin de trouver la capacité en ampères-heures requis dans votre application.


   Étape 1 : Établissez une liste de chaque équipement, de leur consommation en watts et le nombre de minutes ou d’heures 
                  d’utilisation entre chaque cycle de recharge. Note : Si la consommation est inscrite en ampères plutôt qu’en
                  watts multipliez les ampères par 120 afin d’obtenir le nombre de watts.

   Étape 2 : Calculez les watts-heures requis pour chaque appareil en multipliant la puissance requise par le temps
                  d’opération de chacun.

   Étape 3 : Calculez le total des watts-heures en additionnant tous les watts-heures de chaque appareil.

   Étape 4 : Trouvez les ampères-heures consommés en divisant le total des watts-heures trouvés à l’étape 3 par 10 pour les
                  systèmes 12 volts ou 20 pour les systèmes 24 volts.

   Étape 5 : Multipliez les ampères-heures consommés par 2 (pour 50% de profondeur de décharge) afin d’obtenir les
                  ampères-heures requis.

     
   Exemple : Suivez les étapes 1 à 3 ci-dessus :
     
      Appareils         Puissance requise                Temps d’opération               Watts-heures consommés

      Perceuse          225 watts                               2.5 heures                              563 watts-heures

      Lumière            300 watts                               3.8 heures                              1140 watts-heures

      Scie ronde        800 watts                               0.3 heure                                240 watts-heures

                                                                                                       TOTAL:     1943 watts-heures


Étape 4 : Ampères-heures consommés = 1943 watts-heures ÷ 10 = 194.3 ampheures pour les systèmes 12 volts.
Étape 5 : Le nombre minimum d’accumulateurs requis pour cette application est de 2 x 194.3 = 388.6 amp-heures.


Vous devez donc avoir pour 388.6 amp-heures d’accumulateurs dans votre système.
SYSTÈME DE RECHARGE C.C.

Le système de charge est une partie extrêmement importante dans votre installation de convertisseur de courant. Le système consiste en un système de charge primaire (alternateur), un chargeur de batterie si utilisé, l’accumulateur et d’autres équipements tel que isolateur de batterie, accélérateur automatique, etc. La complexité du système dépend de la façon dont nous voulons utiliser le système. Dans plusieurs cas, tels que le véhicule de service ou utilitaire, le système peut être aussi simple que l’alternateur et l’accumulateur de démarrage qui alimentent directement le convertisseur qui est muni d’un limiteur de fonctionnement avec moteur en marche seulement. Dans plusieurs cas d’autres équipements sont nécessaires afin d’augmenter l’alimentation C.C. et / ou accroître la sécurité. Ces systèmes sont regroupés en deux catégories : le système à accumulateur simple ou double.

Dans le système à accumulateur simple, il n’y a qu’un accumulateur qui se partage la tâche du démarrage du moteur et de l’opération du convertisseur. Cette façon de faire est souvent rencontrée dans les applications où le moteur est constamment en opération et que l’alternateur recharge continuellement l’accumulateur. Dans ce cas précis le convertisseur pourrait être raccordé directement à l’accumulateur. Certaines précautions doivent être prises avec ce genre de système. Si jamais le moteur était arrêté lors de l’opération du convertisseur, l’accumulateur de démarrage se déchargerait rapidement, empêchant ainsi le démarrage du véhicule. Voilà pourquoi l’usage d’un limiteur d’opération avec moteur en marche est requis lorsque seul un accumulateur sert au démarrage et à l’opération du convertisseur. L’élément le plus important de ce genre de système est la capacité de recharge de l’alternateur. L’alternateur doit pouvoir produire une puissance au moins égale à la charge prescrite par le convertisseur plus les autres charges C.C. du véhicule tel que : chauffage, feux de position, phares, opération du moteur
et autres charges C.C. susceptibles d’être utilisées lors de l’opération du convertisseur.

Le système à double accumulateur utilise deux accumulateurs distincts, isolés l’un de l’autre. Un pour le démarrage et l’autre pour le convertisseur. Ne pas confondre avec certain véhicule muni de moteur diesel qui doivent avoir deux accumulateurs pour le démarrage ce celui-ci. Le moteur requiert les deux accumulateurs pour son démarrage et ils ne peuvent être déliés. Les deux
accumulateurs du système à deux accumulateurs sont généralement appelés accumulateur de démarrage et accumulateur auxiliaire. Les deux accumulateurs sont généralement rechargés par la même source, soit l’alternateur du véhicule, mais sont isolés l’un de l’autre par un dispositif appelé isolateur de batterie.

L’isolateur de batterie permet au courant de l’alternateur de voyager dans chacun des accumulateurs mais empêche le courant de voyager d’un accumulateur à l’autre. Ceci est essentiel afin d’empêcher le convertisseur de drainer l’accumulateur de démarrage si l’alternateur du véhicule ne charge pas parce que le moteur est arrêté.

Nous avons vu jusqu’à maintenant l’accumulateur au singulier parce qu’il était sous-entendu qu’un seul accumulateur était nécessaire dans notre système, ce qui est parfois vrai mais parfois il est aussi nécessaire d’ajouter d’autres accumulateurs dans notre système que l’on appellera batterie d’accumulateur ou banque d’accumulateurs. Les accumulateurs peuvent être
branchés en série ou en parallèle ou une combinaison série-parallèle en autant que tous les accumulateurs soient de même type, de même modèle, de la même marque et du même âge. Les vieux et les nouveaux accumulateurs ne doivent jamais être utilisés ensemble dans la même banque d’accumulateurs. Une connexion en série est utilisée lorsque deux ou plusieurs
accumulateurs sont connectés de la borne positive à la borne négative et dont le voltage total de la banque est égal à la somme de tous les voltages des accumulateurs de la banque d’accumulateurs.

Par exemple, plusieurs gros véhicules tels que les autobus requièrent des systèmes 24 volts afin de pouvoir démarrer les gros moteurs diesel. Le voltage de 24 volts est obtenu en raccordant en série deux accumulateurs 12 volts ou encore en raccordant en série quatre (4) accumulateurs 6 volts. La capacité d’une banque d’accumulateurs raccordée en série est égale
à la capacité d’un seul des accumulateurs qui la constitue.

Si la banque d’accumulateurs est faite de deux accumulateurs de type 8D raccordés en série et ayant chacun 425 minutes de réserve et un ampèrage-heure de 200 A-H, la capacité de cette banque d’accumulateurs aura les mêmes 425 minutes de réserve et un ampèrage-heure de 200 A-H mais à 24 volts plutôt qu’à 12 volts.

Une connexion en parallèle est un raccordement de un ou plusieurs accumulateurs de même catégorie, voltage et de capacité dont les bornes positives sont raccordées ensemble et les bornes négatives raccordées ensemble. Ce type de raccordement permet d’obtenir une banque d’accumulateurs dont le voltage total sera le même que celui d’un seul des accumulateurs qui la
constitue. La capacité totale de la banque d’accumulateurs quant à elle sera la somme des capacités de tous les accumulateurs de la banque d’accumulateurs.

Par exemple, si deux accumulateurs de type 8D sont raccordés en parallèle et si chacun de ces accumulateurs a la capacité cité dans l’exemple précédent, la capacité totale de la banque d’accumulateurs sera alors de 900 minutes de réserve et approximativement 400 ampèresheures à 12 volts.

Une connexion série-parallèle ou groupement mixte est utilisée pour obtenir une tension et un courant plus élevés que ceux d’un seul accumulateur. Nous relions 4 accumulateurs ensemble de cette façon : reliez d’abord deux groupes de deux accumulateurs en série, ces deux accumulateurs étant eux-mêmes en parallèle. De cette façon vous obtiendrez du courant 24
volts avec une réserve en minutes en quantité supérieure.
[HAUT DE PAGE]

© 2018 Contrôles véhiculaires Protek . Tous droits réservés
[HAUT DE PAGE]
[HAUT DE PAGE]
[HAUT DE PAGE]