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Le courant continu pour l'usine efficace de demain

Connaissances autour du courant continu et des câbles adaptés


En fait, il est déjà établi qu'à l'avenir, l'alimentation énergétique des halls de production industriels sera de plus en plus réalisée avec le courant continu. En s'éloignant de l'alimentation en courant alternatif utilisée jusqu'à présent, il est possible d'obtenir une meilleure efficacité énergétique et de nombreux autres avantages pour un nombre croissant d'applications qui utilisent déjà en interne des circuits intermédiaires à tension continue. Cela signifie que les entreprises peuvent également réduire leurs émissions de CO2.


Quels avantages et opportunités promet un système d'alimentation en courant continu ?


Le texte ci-dessous donne une vue d'ensemble des objectifs des usines alimentées en courant continu. Les câbles et conducteurs sont des composants essentiels lorsque l'on planifie la construction d'une telle infrastructure. Notre gamme de câbles à courant continu pour basse tension, parfaitement adaptée aux exigences de l'industrie, est bien sûr disponible chez nous.

Livre blanc « Calculer la section de câble en courant continu »

Nos experts CC ont créé un guide pour vous aider à calculer et à choisir la section des câbles et conducteurs dans les systèmes CA et CC. Vous vous demandez,

  • à l'aide de quelles formules peut-on calculer le courant conducteur pour un réseau à courant continu ?
  • Comment déterminer la section de conducteur nécessaire ?
  • Comment prendre en compte la longueur de câble attendue dans votre calcul ?


Étanchez votre soif de connaissances et téléchargez notre livre blanc détaillé.

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LAPP est membre fondateur de l'ODCA


LAPP participe depuis des années à des projets de recherche sur le courant continu dans l'industrie et a rejoint en 2022 l'Alliance ODCA (Open Direct Current Alliance) en tant que membre fondateur. L'ODCA est considéré comme un projet succédant à DC-INDUSTRIE2. L'accent est mis sur les avantages d'une alimentation en courant continu des réseaux énergétiques industriels et sur la normalisation internationale des concepts existants. Le courant continu est un levier prometteur pour soutenir une transition énergétique réussie et donc une contribution importante à la protection du climat et des ressources.

Flyer : courant continu

Alimentation industrielle en courant continu des installations de production - avec la première gamme de câbles DC de LAPP au monde
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Livre blanc

Calcul et sélection de la section des câbles et des fils dans les systèmes à courant alternatif et à courant continu
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Comparaison de la section transversale du cuivre et des pertes de transmission pour les câbles et les fils dans les systèmes à courant alternatif et à courant continu
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Objectif d'un réseau d'alimentation industriel à courant continu


Mise en œuvre de la transition énergétique et réduction des émissions de CO2

L'idée de convertir les installations de production industrielles au courant continu n'est pas le fruit du hasard, mais résulte de projets de courant continu mis en place avec succès, par exemple DC-INDUSTRIE et DC-INDUSTRIE2, dans le cadre desquels l'industrie et la recherche travaillent à la mise en œuvre de la transition énergétique dans la production industrielle. La notion de durabilité joue un rôle essentiel à cet égard. En effet, la consommation d'énergie la plus élevée de loin dans la production industrielle peut être attribuée aux moteurs et entraînements électriques. Si leurs besoins énergétiques pouvaient être réduits ou leur rendement augmenté, cela aurait des conséquences directes sur les émissions de CO2 d'une entreprise.

Plus de flexibilité et de stabilité d'approvisionnement grâce à l'intégration des énergies renouvelables

Cependant, les réseaux à courant continu sont aussi prometteurs parce qu'ils offrent une plus grande souplesse et plus de stabilité que les réseaux à courant alternatif. Si l'on intègre les énergies renouvelables, les environnements de production hautement automatisés et mis en réseau numériquement profitent justement d'une alimentation électrique décentralisée et autonome et de la disponibilité permanente et stable des installations qui l'accompagne.

La forte participation de l'industrie accélère la normalisation des systèmes à courant continu. Grâce à une étroite collaboration entre les utilisateurs, les planificateurs, les fabricants, les fournisseurs, les instituts de recherche, les organismes de normalisation et les associations, on espère accélérer la révolution de l'alimentation électrique industrielle.

Quand et pour qui le courant continu est-il une option ?


En principe, ceux qui construisent aujourd'hui une nouvelle installation doivent s'intéresser au thème de l'alimentation en énergie par le courant continu.


Pour quelles installations de production est-il possible de mettre en œuvre un système de courant continu ?

  • Installations à forte consommation d'énergie, par exemple les applications à arc électrique ou de soudage
  • Usines qui produisent elles-mêmes de l'électricité à partir d'énergies renouvelables sur place
  • Installations qui régulent, positionnent, accélèrent et freinent avec précision les appareils et machines à l'aide d'un grand nombre de servomoteurs
  • Installations avec des applications robotiques dans lesquelles des mouvements dynamiques sont effectués
  • Grands immeubles de bureaux.

Qu'il s'agisse de la construction d'installations et de machines, de centres de calcul, de logistique ou d'énergies renouvelables, les réseaux CC sont présents dans de nombreux secteurs. Nous vous informons des avantages d'une alimentation des installations par courant continu.

Engageons-nous ensemble dans le processus de transformation !

Courant alternatif et courant continu – une explication simple


Derrière les abréviations AC/DC ne se cache pas uniquement un groupe de rock australien. En électrotechnique, ces abréviations représentent depuis toujours les deux types de courant, le courant alternatif (AC, alternating current - CA en français) et le courant continu (DC, direct current - CC en français).

Qu'est-ce que le courant alternatif et la tension alternée ?


La plupart des machines ou appareils électroménagers classiques fonctionnent avec le courant alternatif. Le courant alternatif est un courant qui change constamment de direction.


Une tension alternative est produite dans les grands générateurs de centrales électriques (par exemple, dans les centrales hydroélectriques, mais aussi au charbon ou nucléaires). Il s'agit d'une tension électrique sinusoïdale dont la polarité change périodiquement. Si les consommateurs sont raccordés (dans le réseau), un courant sinusoïdal circule.


Outre les systèmes à tension alternative monophasée, il existe également des systèmes à courant triphasé. Au lieu d'un seul, il y a trois conducteurs porteurs de courant avec des tensions alternées déphasées de 120° pour pouvoir alimenter en courant les grandes machines et appareils nécessitant plus de puissance.

Qu'est-ce que le courant continu et la tension continue ?


Les ordinateurs, les téléphones portables et les LED fonctionnent en courant continu. Un courant continu est un courant qui ne change pas le sens de son flux.


Un courant continu n'est généré que lorsqu'il y a une tension continue. Il s'agit d'une tension électrique avec toujours la même polarité.

5 bonnes raisons d'utiliser le courant continu dans votre usine


Le passage des installations de production de l'industrie du courant alternatif au courant continu offre plusieurs avantages à la fois :

L'accélération et la décélération synchronisées avec précision de machines et d'appareils par les servomoteurs libèrent beaucoup d'énergie dans les halls de production. Cette énergie réinjectée peut être "stockée" temporairement via des batteries et autres dispositifs de stockage. L'énergie non utilisée n'est donc pas perdue, mais peut être récupérée très rapidement ultérieurement si nécessaire. Cet accroissement de l'efficacité est également perceptible lorsqu'il y a des pics de charge à court terme dans l'installation.

La quantité d'énergie nécessaire ne doit alors plus être prélevée sur le réseau local, mais peut être prélevée à partir de son propre stockage interne.

En faveur d'une alimentation électrique indépendante du réseau, de nombreuses sources d'énergie telles que les batteries, les piles à combustible ou les énergies renouvelables, en particulier les systèmes photovoltaïques, sont utilisées. Leur raccordement est beaucoup plus facile dans le réseau CC, car ils fournissent déjà du courant continu par nature.

Dans les installations de production, il existe un grand nombre de servomoteurs à vitesse variable, cadencés par des convertisseurs de fréquence. Les convertisseurs de fréquence ont toujours besoin de courant continu dans leur circuit intermédiaire interne. Pour cela, une tension continue est temporairement générée à partir d'une tension alternative, qui est ensuite convertie en une tension alternative à fréquence variable en fonction de la vitesse de rotation (principe : CA ->CC -> CA).

Par rapport à une production en courant alternatif, il y a beaucoup moins de points dans un système en courant continu où l'énergie doit être convertie de CA en CC ou de CC en CA.

Comme toute conversion d'énergie entraîne par principe des pertes de conversion, on peut affirmer que moins de points de conversion vont de pair avec plus d'économies d'énergie. Par exemple, les pertes de conversion entre CA et CC peuvent être économisées dans une plage de pourcentage à un chiffre selon le cas d'application.

Moins de pertes d'énergie dans le réseau en courant continu résultent en outre du courant conducteur plus faible [A] qui circule à travers les câbles CC des réseaux en courant continu. Ceci est dû à la tension de réseau fondamentalement plus élevée dans le réseau CC et à la disparition de la puissance à vide. En raison de l'accumulation et de la dégradation périodiques des champs électriques et/ou magnétiques dans les machines, l'énergie correspondante se déplace dans les conducteurs sous forme d'un courant à vide supplémentaire qui entraîne, en plus du flux de courant proprement dit (courant actif), d'autres pertes. Néanmoins, ces champs sont nécessaires pour le fonctionnement des machines. Ce processus a lieu en continu et entraîne des pertes d'énergie indésirables dans les réseaux CA.
Une installation de production qui ne dispose que d'un seul raccordement au réseau public d'alimentation en courant alternatif et qui, pour le reste, fonctionne en interne avec du courant continu, est moins exposée aux fluctuations d'énergie extérieures et aux coupures de tension. Les centres de données ou les productions à cadence élevée dépendent notamment d'une alimentation électrique ininterrompue. Dans le réseau CC beaucoup plus autonome avec des temps de réaction en nanosecondes, les fluctuations de tension peuvent être compensées rapidement. Les arrêts non planifiés de l'installation peuvent ainsi être plus facilement évités et la disponibilité et le fonctionnement des composants de l'installation ou de la machine sont donc encore mieux garantis.

Alimentation en courant continu : quelles économies peuvent être réalisées ?


L'alimentation en courant continu promet non seulement de nombreux avantages, mais aussi diverses économies de coûts qui permettent d'amortir rapidement les frais d'installation.

Économies d'énergie grâce à

  • l'intégration des systèmes de stockage
  • l'intégration des énergies renouvelables
  • l'utilisation de l'ensemble de l'énergie de récupération
  • des pertes de transmission réduites

Économies de ressources grâce à

  • des câbles de section plus petite avec moins de conducteurs (besoins en cuivre réduits)
  • moins d'onduleurs, onduleurs plus petits (donc plus d'espace)

    
 

Protection contre les arrêts de l'installation dus à des fluctuations externes du réseau

  • Les arrêts coûteux dans le processus de fabrication ainsi que les coûts de réparation élevés sont évités.

Qu'est-ce qui différencie les câbles CC des câbles CA ?


Chez LAPP, nous sommes leader mondial dans le domaine de la technologie des câbles et des connexions et nous connaissons parfaitement les propriétés des câbles pour la basse tension. Notre explication vous donnera un bref aperçu des principales différences entre les câbles à courant alternatif et les câbles à courant continu :

Différences de structure

Pour la transmission de puissance avec une tension alternative (système triphasé), des câbles à 5 conducteurs sont nécessaires ; avec une tension continue, on utilise 1 ou 2 conducteurs de moins. Un câble CC est constitué d'un conducteur CC+ et CC- et, dans le cas le plus simple, d'un conducteur neutre.

Différences de codage couleur

Les conducteurs d'un câble spécialement conçu pour le courant continu sont codés par couleurs différentes de celles des câbles à courant alternatif. Selon DIN EN 60445, pour l'identification des conducteurs extérieurs, les couleurs rouge et blanc doivent être utilisées, tandis que pour les câbles CA, ces conducteurs extérieurs sont codés gris, marron et noir.

Matériau utilisé

En raison d'un nombre plus faible de conducteurs et de sections de conducteurs plus petites, il faut généralement moins de cuivre pour les câbles CC que pour les câbles CA. Pour une alimentation en tension continue intacte, il convient, selon les circonstances actuelles, de faire attention à une isolation des conducteurs de haute qualité. Cependant, il n'y a pas d'exigences plus spécifiques à cet égard qu'en cas d'utilisation de la tension alternée.

Choix de la section de conducteur

En choisissant la section de conducteur correcte, les câbles sont dimensionnés en fonction du courant nominal requis. Avec les éléments de protection correspondants, les appareils raccordés sont protégés contre la surcharge et le court-circuit. Pour la détermination de la section nécessaire, la procédure peut dans de nombreux cas être analogue à celle des câbles CA. Déterminez le courant conducteur, prenez en compte le type de pose et la longueur du câble et vérifiez si le matériau du câble utilisé est compatible avec sa résistance à la température.

Câbles et conducteurs de LAPP pour un réseau CC complet


Depuis des décennies, chez LAPP, nous faisons des recherches sur la stabilité à long terme des matériaux isolants pour les câbles et les fils ainsi que sur la résistance de l'isolation des conducteurs. Entre-temps, nous sommes également pionniers dans le développement de câbles basse tension pour les applications industrielles et autres en courant continu.

Fig. : représentation exemplaire d'un hall de production avec alimentation en courant continu

Nous connaissons vos défis et disposons d'une gamme de haute qualité, ultramoderne et orientée vers le courant continu avec les composants essentiels pour un réseau CC.

Vous trouverez de plus amples informations utiles sur les différents produits dans notre Online Shop.