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La plupart des usines de fabrication utilisent des onduleurs et des machines automatisées. Ces charges non linéaires génèrent d'importantes quantités d'harmoniques et endommagent l'ensemble du réseau électrique. Une mauvaise qualité de l'énergie électrique diminue le facteur de puissance, provoque une surchauffe des câbles et entraîne des arrêts inopinés des équipements. De nombreux propriétaires d'usines optent pour… Filtre actif de puissance APF pour maîtriser la pollution harmonique et atténuer efficacement les défaillances liées aux harmoniques.
Les problèmes d'harmoniques sont très fréquents dans les ateliers de production industrielle. Sans équipement de filtrage efficace, l'ensemble du réseau de distribution électrique est exposé à de multiples dangers cachés.
Cette étude de cas porte sur une usine de transformation des métaux de taille moyenne située dans l'est de la Chine. L'usine s'étend sur 8 000 mètres carrés et utilise principalement des poinçonneuses, des machines à souder et des variateurs de fréquence. Tous les équipements de production fonctionnent sous un système d'alimentation basse tension de 400 V.
Au début, l'usine souffrait d'une forte pollution harmonique. Le facteur de puissance moyen a chuté à 0,82, bien en dessous de la norme nationale. L'usine recevait également des pénalités de surconsommation d'électricité chaque mois. La direction a finalement décidé d'installer un filtre actif APF pour résoudre tous les problèmes de qualité de l'énergie.
L'équipe technique de l'usine a testé le réseau électrique interne et a identifié trois problèmes majeurs. Ces problèmes limitaient directement la production quotidienne et augmentaient les coûts d'exploitation.
Un grand nombre d'harmoniques de rang 3, 5 et 7 sont apparues dans le réseau électrique. Le taux de distorsion harmonique total a dépassé 18 %. Les filtres passifs utilisés auparavant en usine n'ont pas permis d'atténuer les fluctuations harmoniques.
La puissance réactive désordonnée et les harmoniques ont fait chuter le facteur de puissance. Ces données instables ont contraint l'usine à payer chaque mois des amendes supplémentaires au fournisseur d'électricité.
L'accumulation de chaleur harmonique a endommagé les composants internes des servomoteurs. L'équipe de maintenance a dû consacrer chaque semaine du temps et de l'argent supplémentaires à la réparation des appareils défectueux.
En fonction des données de charge sur site et de la distribution harmonique, le fournisseur a personnalisé une solution APF ciblée pour cette usine de traitement des métaux.
Après un mois de fonctionnement continu, l'usine a collecté l'ensemble des données de consommation électrique. Le filtre actif APF a permis à l'usine de réaliser des améliorations significatives à tous les niveaux.
Le responsable électrique de l'usine a donné un avis favorable sur le filtre actif de puissance (APF). Il a indiqué que les filtres passifs traditionnels ne pouvaient résoudre que les problèmes d'harmoniques d'un seul type. L'APF intelligent, quant à lui, offre une plus grande flexibilité face aux variations de charge industrielle.
De plus, le système APF ne nécessite quasiment aucun réglage manuel quotidien. Il allège la charge de travail du personnel électrique et apporte des avantages stables et durables à l'ensemble de la chaîne de production.
Ce cas industriel concret démontre pleinement l'intérêt pratique du filtre actif de puissance (APF). Il permet d'éliminer efficacement la pollution harmonique, d'atténuer les risques liés aux harmoniques et d'optimiser le facteur de puissance global du réseau électrique industriel. Pour les usines de transformation présentant de nombreuses charges non linéaires, l'installation d'un filtre actif de puissance (APF) constitue la solution la plus rentable pour stabiliser la qualité de l'énergie et réduire les coûts d'exploitation à long terme.
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