How to Calculate Maximum AC Input Current.

AN-21

Il peut être utile de connaître le courant d'entrée maximal d'une alimentation lors du choix du réseau électrique, du coupe-circuit, du câble d'entrée CA et du connecteur, et même lorsqu'il s'agit de choisir un transformateur de séparation pour les applications flottantes. Il est assez simple de calculer le courant d'entrée maximal dès lors que l'on connaît quelques paramètres de base, et à l'aide de formules mathématiques simples.

Puissance nominale des alimentations à haute tension
Toutes les alimentations Spellman possèdent une puissance nominale maximale annoncée, et exprimée en watts. C'est le premier paramètre dont nous aurons besoin, et celui-ci est indiqué sur la fiche technique. La puissance nominale maximale de la plupart des alimentations est indiquée au sein de leur référence. Exemple : la référence SL30P300/115 correspond à une unité à polarité positive de 30 kV capable de fournir 300 watts au maximum, et alimentée par une ligne d'entrée de 115 VCA.

Rendement des alimentations
Le rendement des alimentations correspond au rapport entre la puissance d'entrée et la puissance de sortie. Il est généralement exprimé sous forme de pourcentage ou de nombre décimal inférieur à 1, comme 80% ou 0,8. Afin de déterminer la puissance d'entrée, nous prenons la puissance de sortie maximale indiquée, et nous la divisons par le rendement :

300 watts / 0,8 = 375 watts

Facteur de puissance
Le facteur de puissance correspond au rapport entre la puissance réelle et la puissance apparente utilisée. Il est généralement exprimé sous forme de nombre décimal inférieur à 1. La puissance réelle est exprimée en watts, tandis que la puissance apparente est exprimée en VA (volt-ampères). Les alimentations à commutation monophasée non corrigée présentent généralement un facteur de puissance assez faible (comme 0,65, par exemple). Les alimentations à commutation triphasée non corrigée présentent un facteur de puissance plus élevé (comme 0,85, par exemple). Les unités équipées de circuits actifs de correction du facteur de puissance peuvent avoir un très bon facteur de puissance (comme 0,98, par exemple). Dans l'exemple ci-dessus, l'alimentation est une unité non corrigée, alimentée par une ligne monophasée, si bien que :

375 watts / 0,65 = 577 VA

Tension d’entrée
Il est nécessaire de connaître la tension d'entrée CA avec laquelle l'unité peut être alimentée. Dans l'exemple ci-dessus, la tension d'entrée CA est de 115 VCA. Il s'agit de la tension nominale. En réalité, la tension d'entrée est spécifiée à ±10%. Il faut retirer 10% afin de tenir compte du pire scénario, c'est-à-dire une ligne faible :

115 VCA – 10% = 103,5 VCA

Courant d'entrée CA maximal
Si l'on prend les 577 VA et qu'on les divise par 103,5 VCA, on obtient :

577 VA / 103,5 VCA = 5,57 A

Si la tension d'entrée CA est monophasée, la réponse est alors 5,57 A.

Tension d’entrée triphasée
Les unités munies d'une tension d'entrée triphasée sont alimentées par trois phases. C'est pourquoi elles présentent un meilleur facteur de puissance que les unités monophasées. Les courants de phase sont également moins élevés, en raison de la présence des trois phases qui alimentent l'unité. Pour obtenir le courant d'entrée par phase, on divise le courant d'entrée par √3 (1,73).

Exemple : STR10N6/208. La fiche de données STR indique que sa puissance maximale est de 6000 watts, que son rendement est de 90%, et que son facteur de puissance est de 0,85. Bien que la STR soit prévue pour fonctionner jusqu'à 180 VCA, dans cet exemple, elle est alimentée par 208 VCA (triphasé). On obtient le courant d'entrée maximal par phase comme suit :

Rendement des alimentations
6000 watts / 0,9 = 6666 watts

Facteur de puissance
6666 watts / 0,85 = 7843 VA

Tension d’entrée
208 VCA – 10% = 187 VCA

Courant d'entrée CA maximal
7843 VA / 187 VCA = 41,94 A (en cas de monophasé)

Correction de l'entrée triphasée
41.94 A/√3 (1,73) = 24,21 A par phase

On obtient alors deux équations : une pour les entrées monophasées, et une pour les entrées triphasées :

Équation du courant d'entrée maximal monophasé
Courant d'entrée = puissance maximale /(rendement)(facteur de puissance)(tension d'entrée minimale)

Équation du courant d'entrée maximal triphasé
Courant d'entrée = puissance maximale /(rendement)(facteur de puissance)(tension d'entrée minimale) (√3)

Ces calculs du courant d'entrée sont destinés au pire scénario : l'hypothèse selon laquelle l'unité fonctionne à la puissance maximale, avec une ligne faible, et en prenant le rendement et le facteur de puissance en compte.