Application des transducteurs LEM dans l'automatisation et l'électronique de puissance

Grâce aux transducteurs LEM, il est possible de surveiller avec précision le courant et la tension dans diverses applications énergétiques et systèmes d’automatisation, ce qui les rend indispensables dans la technologie moderne. Leur popularité est due à leur grande précision, fiabilité et résistance aux interférences électromagnétiques, fréquentes dans les environnements industriels. Dans les systèmes à courant continu (DC) comme à courant alternatif (AC), un transducteur de courant permet de surveiller le flux d’énergie, de gérer les systèmes et de protéger les équipements électroniques.

Principe de fonctionnement des transducteurs LEM

Les transducteurs LEM fonctionnent selon deux principales méthodes de mesure du courant :

Capteurs à effet Hall

Ils génèrent un signal proportionnel au courant circulant en se basant sur le champ magnétique créé par le conducteur. Cette méthode permet de mesurer à la fois le courant continu (DC) et le courant alternatif (AC) avec une isolation galvanique entre le circuit mesuré et l’électronique de sortie.

Méthode inductive (transformateur)

Elle utilise le phénomène d’induction électromagnétique et ne fonctionne que pour le courant alternatif (AC).

Grâce à ces technologies, il est possible de générer un signal de sortie proportionnel au courant circulant, sans contact électrique direct avec le circuit haute tension. Cela augmente la sécurité au travail et minimise le risque de dommages aux composants en cas de surtensions ou de défaillances du système.

Construction des transducteurs LEM

Un transducteur de courant LEM typique se compose de :

• Conducteur de courant – à travers lequel circule le courant mesuré.
• Capteur Hall ou système inductif – responsable de la détection du flux magnétique.
• Convertisseur de signal de sortie – qui transforme le signal en courant ou tension proportionnel(le).

L’isolation galvanique assure la sécurité et protège l’électronique de mesure contre les dommages en cas de surtensions.

Types de transducteurs LEM

Le marché propose un large choix de transducteurs LEM, adaptés à différentes applications industrielles et d’électronique de puissance :

• Transducteurs de courant DC – pour la surveillance et le contrôle du courant continu dans les alimentations, systèmes de stockage d’énergie et électromobilité.
• Transducteurs de courant AC – utilisés dans les machines électriques, les onduleurs, les systèmes photovoltaïques et éoliens.
• Transducteurs pour courants élevés – jusqu’à 1000 A et même 500 kA dans de grandes installations industrielles et énergétiques.
• Transducteurs isolés et shunt – les types isolés offrent une séparation galvanique complète, tandis que les shunt utilisent une résistance pour mesurer le courant, sans isolation (pour des applications spécialisées).

Tous les types permettent de surveiller le courant en temps réel et de générer un signal proportionnel à la valeur mesurée, ce qui est crucial pour le contrôle et la protection des systèmes d’automatisation et d’électronique de puissance.

Applications des transducteurs LEM en automatisation

Dans les systèmes d’automatisation, les transducteurs LEM permettent de mesurer précisément le courant dans les circuits de commande des machines et équipements industriels. Ils permettent :

• Détecter les surcharges et pannes dans les circuits d’alimentation.
• Optimiser la consommation d’énergie dans les systèmes de production.
• S’intégrer aux systèmes de gestion de l’énergie dans les sites industriels.
• Contrôler automatiquement les courants des moteurs et actionneurs en temps réel.

Dans les applications DC, telles que la recharge de batteries, les systèmes photovoltaïques ou le stockage d’énergie, la précision de mesure (généralement ±0,5–1%) et la fiabilité élevée sont essentielles pour le fonctionnement sûr de l’ensemble du système.

Applications des transducteurs LEM en électronique de puissance

Les transducteurs LEM jouent un rôle clé dans les alimentations, convertisseurs et onduleurs :

• Surveillance du flux de courant dans les circuits DC et AC et les systèmes de stockage d’énergie.
• Contrôle de puissance dans les systèmes d’électronique de puissance, augmentant l’efficacité énergétique.
• Protection contre les surcharges et les interférences électromagnétiques.
• Mesures précises dans les installations industrielles à courant élevé.

Exemples d’applications : onduleurs, alimentation à découpage, systèmes UPS, installations photovoltaïques, stockage d’énergie et véhicules électriques (EV).

Précision et fiabilité des mesures

Les transducteurs LEM se caractérisent par leur grande précision, leur résistance aux interférences électromagnétiques et leur longue durée de vie. Grâce à cela :

• Il est possible de surveiller avec précision les valeurs de courant dans des circuits à courant élevé et en environnement industriel.
• Le risque de panne est minimisé, ce qui augmente la sécurité des machines et équipements.
• Ils permettent le contrôle de la qualité de l’énergie, l’optimisation des systèmes et l’amélioration de l’efficacité énergétique.

Conseils pratiques pour l’installation

Pour garantir une mesure correcte et la fiabilité du système, il convient de prêter attention à :

• Connexion correcte du conducteur de courant – assure la précision de la mesure.
• Minimisation des interférences électromagnétiques – en utilisant un blindage et un guidage approprié des câbles.
• Choix du transducteur selon la plage de courant – le signal de sortie doit être proportionnel au flux d’énergie.
• Prise en compte du type de courant (AC/DC) – choisir la technologie de mesure appropriée.
• Conformité aux normes – pour la sécurité et la qualité de la mesure.

Un câblage incorrect, une distance trop grande par rapport aux systèmes électroniques ou un choix de plage erroné peuvent provoquer des interférences ou des erreurs de mesure.

Résumé

Les transducteurs LEM sont indispensables en automatisation et électronique de puissance, permettant la mesure précise du courant et de la tension, la surveillance du flux d’énergie et l’augmentation de la sécurité et de l’efficacité des systèmes. Leur grande précision, leur résistance aux interférences et leur fiabilité les rendent adaptés aux applications DC comme AC, dans les machines, équipements industriels, systèmes de stockage d’énergie et électromobilité.

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