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ONDULEURSBERKANI KARIMA             Division des Systèmes d’Informations     1
Introduction généraleOn en parle peu, pourtant, sans eux, les infrastructures informatiques, grandes ou petites seraient à...
Onduleurs    Onduleur:          Un onduleur est un dispositif délectronique de puissance , également connu sous le nom dU...
Onduleurs   Les critères à considérer:Il y a tout d’abord deux grandes questions à se poser : de quelle technologie ai je...
Onduleurs    - Les différents types d’onduleursDans loffre des onduleurs, on distingue plusieurs technologies. * technolog...
composants d’un onduleur               Les composants d’un onduleur   L’onduleur est composé de 9 parties principales : l...
composants d’un onduleur   Le parafoudre :   Il enlève les crêtes de surtensions lorsque celles ci dépassent une tension...
composants d’un onduleur   La batterie :   La batterie constitue la réserve dénergie électrique qui va permettre à londu...
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composants d’un onduleur   Le commutateur   Son rôle est de commuter, lorsque le réseau est défectueux, lalimentation de...
composants d’un onduleur   Le convertisseur DC/AC :   Il existe plusieurs types de convertisseur DC/AC dans les onduleur...
composants d’un onduleur    Le redresseur (ou chargeur) :    Il convertit le courant alternatif du    réseau en courant ...
Technologies des onduleurs                           La technologie off-line En mode normal, le réseau alimente l’équipem...
Technologies des onduleurs   Les avantages de la technologie      - Faible consommation électrique. (londuleur est à larr...
Technologies des onduleurs                  La technologie in-line ou line-interactive: Réseau présent ce dernier est tra...
Technologies des onduleurs   Les avantages de la technologie     - Faible consommation électrique. (londuleur est à larrê...
Technologies des onduleurs                 La technologie on-line double conversion Le redresseur convertit le courant al...
Technologies des onduleurs   Les avantages de la technologie       - Onduleur sans coupure       - Convient pour les ordi...
Technologies des onduleurs                          Synthèse des 3 technologies On peut donc conclure que la meilleure te...
La connectique de l’onduleur La connectique des onduleurs Lors du choix de votre onduleur, vous devez également faire att...
La connectique de l’onduleur   Dautres onduleurs possèdent des prises IEC 320. Il vous faudra donc peut-être prévoir le  ...
Branchement de l’onduleur   Connexion de londuleur à la carte mère du PC     * Pour les onduleurs qui permettent une conn...
Branchement de l’onduleur   Voici par exemple une capture décran de lutilitaire PowerChute, fournit avec l"onduleur APC  ...
Les problèmes électriquesPerturbation       Définition                   Cause                              SolutionCoupur...
Les problèmes électriquesPerturbation             Définition                     Cause                          SolutionVa...
Les batteries    Procédures de maintenance préventive :    Les batteries utilisées sont scellées, souvent dites “sans ent...
Les batteries   la batterie est la partie la plus sensible de l’onduleur et c’est la cause principale de panne, c’est pou...
Conclusion L’usage des onduleurs devient intéressant lorsque l’on  décide de protéger électroniquement ses machines. Leu...
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  1. 1. ONDULEURSBERKANI KARIMA Division des Systèmes d’Informations 1
  2. 2. Introduction généraleOn en parle peu, pourtant, sans eux, les infrastructures informatiques, grandes ou petites seraient à la merci dela moindre coupure électrique. Les data centers, ces centres de calcul qui consomment chacun la puissanced’environ 30 mégawatts, soit celle nécessaire à une ville de 25 000 habitants, ne seraient rien sans ces boîtiers.Une coupure de courant et tout est perdu. Les serveurs, les baies de stockage ne se relancent pasinstantanément après arrêt. Pertes de données et donc de clients, les conséquences peuvent être graves etdoivent se payer en pénalités calculées lors des contrats de qualité de service. Même si des groupesélectrogènes sont disponibles, ils ne démarrent pas immédiatement. Seuls les onduleurs sont capables d’assurerla continuité d’activité avant leur mise en œuvre, soit environ durant une dizaine de secondes. Certains modèlesd’onduleurs, notamment ceux utilisés dans les data centers égalisent la tension électrique, cest-à-dire qu’ilsfournissent un courant continu et suppriment les crêtes de sur et de sous-tension ou les microcoupuresdépassant un certain seuil”. 2 Division des Systèmes d’Informations
  3. 3. Onduleurs Onduleur: Un onduleur est un dispositif délectronique de puissance , également connu sous le nom dUPS(Uninterruptible Power Supply) ou ASI (Alimentation Statique sans Interruption) permettant de délivrerdes tensions et des courants alternatifs à partir dune source dénergie électrique continue. Cest la fonctioninverse dun redresseur. Londuleur est un convertisseur de type continu/alternatif et révèle être un maillonindispensable aux organisations professionnelles. En règle générale, un onduleur (ASI) : - Protège votre matériel des dommages provoqués par les coupures de courant, les variations de tensions et autres incidents. - Evite la perte et l’altération de données. Sans un onduleur, les données enregistrées sur un dispositif soumis à un arrêt système peuvent être perdues ou détruites. - Assure, en cas de coupure de courant, la continuité de fonctionnement des équipements jusqu’à que lesgénérateurs (groupes électrogènes) prennent le relais. Principe: Les onduleurs sont des structures en pont constituées le plus souvent dinterrupteurs électroniques tels que les IGBT, des transistors de puissance ou thyristors. Par un jeu de commutations commandées de manière appropriée on module la source afin dobtenir un signal alternatif de fréquence désirée. 3 Division des Systèmes d’Informations
  4. 4. Onduleurs Les critères à considérer:Il y a tout d’abord deux grandes questions à se poser : de quelle technologie ai je besoin, et surtout de quelle puissance. - la puissance de l’onduleur C’est la consommation du matériel qu’il va devoir suppléer en cas de panne, elle est exprimée en V.A donc il faut faire la somme de la consommation de tous les appareils que l’on va lui connecter puis convertir rapidement des Watts en V.A. on peut utiliser cette formule approximative :« Nombre VA = Nombre de Watts /0.66 » car en général sur le matériel informatique, la consommation est exprimée en Watts- autonomie du système Celle-ci est liée à la capacité des batteries, au rendement de l’onduleur lui-même, et bien évidemment à la puissance réclamée pendant la coupure jusqu’à le démarrage des groupes électrogènes sans aucune interruption entre le passage en fonctionnement sur batterie. - vitesse de recharge des batteries Si les coupures de courant sont nombreuses, il faut que le temps de charge soit le plus court possible. Ensuite, il faut vérifier s’il est possible, ou non, d’échanger les batteries à chaud. - Un logiciel de communication En cas de fonctionnement informatique sur réseau, il faut disposer dune carte et d’un logiciel SNMP (Simple Network Management Protocole) permettant dassurer la gestion de londuleur à partir du Réseau. 4 Division des Systèmes d’Informations
  5. 5. Onduleurs - Les différents types d’onduleursDans loffre des onduleurs, on distingue plusieurs technologies. * technologie Off Line: les équipements sont alimentés normalement par le secteur et l’onduleur ne prend le relais qu’en cas de coupure, ou de baisse trop importante de la tension du secteur. Ce basculement sur batteries prend un certain temps (quelques millisecondes) ce qui n’est pas trop gênant pour les ordinateurs possédant des alimentations à découpage, mais cela peut poser des problèmes aux équipement plus sensibles. Les onduleurs Off Line sont les plus économiques, mais leur usage doit être réservé aux postes de travail, ou à une utilisation individuelle. * technologie Line Interactive: le principe est le même, sauf que la tension d’entrée est contrôlée et filtrée par l’onduleur avant d’être délivrée aux matériels. Le courant fourni est donc de meilleure qualité, mais les variations de tension ne sont pas bien régulées. En conséquence, ce type d’onduleur ne doit pas être utilisé sur les serveurs vitaux de l’entreprise. * technologie On Line Double conversion: le courant est délivré en permanence par l’onduleur, ce qui garantit une tension constante et une absence de parasites. L’appareil à protéger est donc totalement déconnecté du secteur. Ils présentent la tension de sortie la plus stable et la meilleure immunité aux parasites. Ils devront donc être utilisés sur tous les serveurs stratégiques. * D’autres technologies sont également proposées par les constructeurs, mais elles sont la plupart du temps dérivées de ces trois modèles de base. 5 Division des Systèmes d’Informations
  6. 6. composants d’un onduleur Les composants d’un onduleur L’onduleur est composé de 9 parties principales : l’antiparasite (ou filtre), le parafoudre, la batterie, le booster, le by-pass, le commutateur, le convertisseur DC/AC, le redresseur, et enfin le transformateur. Les voici en détails : L’antiparasite (ou filtre) : Le filtre est composé de selfs (inductances) et de condensateurs. Il bloque les parasites de haute fréquence (HF). Ainsi il "lisse" la tension pour délivrer un signal compatible avec les équipements électroniques sensibles comme les alimentations de pc. Division des Systèmes d’Informations 6
  7. 7. composants d’un onduleur Le parafoudre : Il enlève les crêtes de surtensions lorsque celles ci dépassent une tension de seuil. Il se comporte comme un court-circuit dynamique. Ainsi le surplus dénergie est atténué, le rendant compatible avec les équipements électroniques. NB : Si la surtension véhicule une trop grande quantité dénergie, l’appareil contre les surtensions (para-surtensioneur) se met en court circuit définitif. Il doit dès lors être remplacé. C’est un éclateur à gaz (un petit cylindre dans lequel se produit un arc électrique si la tension à ses bornes est trop élevée). Division des Systèmes d’Informations 7
  8. 8. composants d’un onduleur La batterie : La batterie constitue la réserve dénergie électrique qui va permettre à londuleur de continuer à fonctionner pendant les coupures de courant. Elle est de type à recombinaison de gaz et sans entretien. En fonction de son procédé de fabrication, elle peut avoir une durée de vie de 5 ou 10 ans. La durée de vie dépend essentiellement de la température ambiante. Le booster : Il joue le rôle dun régulateur. Lorsque la tension baisse, il rehausse cette dernière pour la maintenir dans une tolérance compatible avec les équipements électroniques sensibles. Dans le cas ou la tension monte, il labaisse. Division des Systèmes d’Informations 8
  9. 9. composants d’un onduleur Le by-pass : Le by-pass est composé dun commutateur électronique. Cest un système de secours qui permet en cas de panne de londuleur ou en cas de surcharge de transférer lalimentation des équipements vers le réseau brut. Il permet également deffectuer la maintenance sur londuleur sans arrêter linformatique. Division des Systèmes d’Informations 9
  10. 10. composants d’un onduleur Le commutateur Son rôle est de commuter, lorsque le réseau est défectueux, lalimentation de lordinateur vers londuleur. Lorsque le réseau redevient correct, lalimentation de lordinateur est à nouveau reconnectée au secteur. Division des Systèmes d’Informations 10
  11. 11. composants d’un onduleur Le convertisseur DC/AC : Il existe plusieurs types de convertisseur DC/AC dans les onduleurs, ceux qui sortent du courant de forme sinusoïdale et ceux qui le sorte de forme pseudo-sinusoïdale. * Pseudo sinusoïdale - Ce courant est appelé alternatif pseudo sinusoïdal car il est positif et négatif toutes les 10 millisecondes et il sapproche dune sinusoïde. - Cette forme donde ne peut alimenter que les alimentations à découpage des ordinateurs. * Sinusoïdale Division des Systèmes d’Informations 11
  12. 12. composants d’un onduleur Le redresseur (ou chargeur) : Il convertit le courant alternatif du réseau en courant continu pour alimenter la batterie. Le transformateur : Il permet un isolement galvanique entre lentrée et la sortie. Il régule la tension de sortie à +/- 3%. Il atténue les surtensions jusquà 6000 Volts. Avec les condensateurs, il forme une réserve dénergie électrique,ce qui permet dabsorber les microcoupures. Division des Systèmes d’Informations 12
  13. 13. Technologies des onduleurs La technologie off-line En mode normal, le réseau alimente l’équipement connectéavec le secteur, simplement filtré, mais sans aucune conversion d’énergie. En cas de coupure, de baisse ou de hausse de tension, l’onduleur passe sur batterie, puis revient en mode normal lorsque les conditions du réseau sont rétablies. lorsque le courant disparait le convertisseur DC/ACse met en route. 13 Division des Systèmes d’Informations
  14. 14. Technologies des onduleurs Les avantages de la technologie - Faible consommation électrique. (londuleur est à larrêt) - Solution très économique . Les inconvénients de la technologie - Temps de basculement. ( Il y a une interruption de courant de 4 à 20 ms lors de la disparition du secteur. Les onduleurs Ecus et Eaton sont garantis pour un temps de basculement de 4 ms.) - Doit être installé à coté de lordinateur. (Ne convient pas pour les ordinateurs en réseau) Cette technologie protège contre - Les coupures et les micro-coupures. - Les parasites. - La foudre (uniquement certains onduleurs tels que Ecus et Eaton). Cette technologie ne protège pas contre - Les variations de tension. - Les variations de fréquence. 14 Division des Systèmes d’Informations
  15. 15. Technologies des onduleurs La technologie in-line ou line-interactive: Réseau présent ce dernier est transmis à lordinateur par le commutateur .Le booster est un dispositif qui régule la tension du réseau, ainsi il est possible de supporter des variations de courant brut très importantes sans utiliser les réserves des batteries qui sont rechargées par londuleur en sens inverse. Londuleur se met en route lorsque le courant brut disparaît . - Le microprocesseur scrute le réseau en permanence, dès que ce dernier sortdune fenêtre de tolérance, un ordre de démarrage est transmis à londuleur quiva convertir le courant continu de la batterie en courant sinusoïdal pendant le temps de lautonomie. - Le microprocesseur agit également sur le booster lorsque la tension dentréeest trop faible ou trop haute pour la ramener dans une valeur tolérée par lordinateur. 15 Division des Systèmes d’Informations
  16. 16. Technologies des onduleurs Les avantages de la technologie - Faible consommation électrique. (londuleur est à larrêt) - Prix très avantageux - Convient pour les ordinateurs en réseau - Reproduit une onde sinusoïdale pour les hauts de gamme uniquement - Protection contre la foudre (Conforme aux normes Ansi A&B et IEEE) Les inconvénients de la technologie - Temps de basculement. ( Il y a une interruption de courant de 4 à 20 ms lors de la disparition du secteur. Les onduleurs Ecus et Eaton sont garantis pour un temps de basculement de 4 ms.) - Doit être installé à coté de lordinateur. Cette technologie protège contre - Les coupures et les micro-coupures - Les parasites - La foudre (uniquement certains onduleurs tels que Ecus, Eaton, Etc.) - Les creux de tension - Les surtensions Cette technologie ne protège pas contre: - Les variations de fréquence 16 Division des Systèmes d’Informations
  17. 17. Technologies des onduleurs La technologie on-line double conversion Le redresseur convertit le courant alternatifen courant continu pour recharger la batterie.Londuleur convertit le courant continu de la batterie ou du redresseur en courant alternatifde haute qualité et sans coupure pour lordinateur. En cas de coupure de courant, cest la batteriequi délivre lénergie à londuleur pendant le temps del’autonomie. Le by-pass est un système de secours qui permet de transférer lalimentation de lordinateur vers le réseaubrut en cas de surcharge ou en cas de panne de londuleur. Notons que le by-pass peut-être soit manuel, soitautomatique. On peut enclencher le by-pass pourpermettre la maintenance de l’onduleur. 17 Division des Systèmes d’Informations
  18. 18. Technologies des onduleurs Les avantages de la technologie - Onduleur sans coupure - Convient pour les ordinateurs en réseau - Reproduit une onde sinusoïdale Les inconvénients de la technologie - Consommation électrique plus importante ( Rendement moyen, car on convertit deux fois le courant) - Fonctionnement permanent (même lorsque le réseau est présent) Cette technologie protège contre - Les coupures et les micro-coupures - Les parasites - Les variations de fréquence - Les creux de tension - Les surtensions, la foudre selon les constructeurs. Tous nos onduleurs de cette technologie intégrent une protection foudre 18 Division des Systèmes d’Informations
  19. 19. Technologies des onduleurs Synthèse des 3 technologies On peut donc conclure que la meilleure technologie est latechnologie On-line car elle n’a aucune coupe en cas de passagesur les batteries, elle régule,filtre et lisse le courant toutle temps, elle régule égalementles fréquences. Mais comme toutne peut pas être parfait, c’estÉvidement la technologie la pluschère. Pour calculer quel est son besoin enonduleur, il y a le point critère de choix et gamme de prix. 19 Division des Systèmes d’Informations
  20. 20. La connectique de l’onduleur La connectique des onduleurs Lors du choix de votre onduleur, vous devez également faire attention à la connectique quil utilise : Le branchement de londuleur au réseau électrique domestique - Il se fait grâce à une prise standard 220 V - Il est préférable de brancher votre onduleur sur une prise pourvue dune terre : Le branchement de vos appareils à londuleurCertains onduleurs possèdent des prises standards sur lesquelles il suffit de brancher les câbles doriginedes équipements : Onduleur à prises standard Câble déquipement 220V standard 20 Division des Systèmes d’Informations
  21. 21. La connectique de l’onduleur Dautres onduleurs possèdent des prises IEC 320. Il vous faudra donc peut-être prévoir le remplacement des câbles de vos équipements par des câbles IEC 320. Onduleur à prises IEC 320 Câble IEC320 Protection des câbles téléphoniques - Certains onduleurs assurent également la protection des lignes téléphoniques. Dans ce cas, ils possèdent deux prises de type RJ11 (une entrée et une sortie) Prises RJ11 Câble RJ11 Division des Systèmes d’Informations 21
  22. 22. Branchement de l’onduleur Connexion de londuleur à la carte mère du PC * Pour les onduleurs qui permettent une connexion au PC, il existe 2 types de connexion : - via le port USB - via le port série (COM) à quoi ça sert de connecter son onduleur à son PC ? - davoir un historique des coupures de courant survenues - darrêter automatiquement un PC, si londuleur passe sur batterie au bout de x minutes - de régler les tensions minimales et maximales de déclenchement - de connaître létat de charge de la batterie Division des Systèmes d’Informations 22
  23. 23. Branchement de l’onduleur Voici par exemple une capture décran de lutilitaire PowerChute, fournit avec l"onduleur APC BE550G Division des Systèmes d’Informations 23
  24. 24. Les problèmes électriquesPerturbation Définition Cause SolutionCoupure réseau Perte totale de courant Foudre, catastrophes naturelles, Onduleurs off-line Surcharges, accidents. Onduleurs Line Interactive Onduleurs On-Line Double ConversionCreux de tension Baisse momentanée de la Démarrage de fortes charges, Onduleurs off-line tension commutation de réseau, faiblesse Onduleurs Line Interactive du réseau. Onduleurs On-Line Double *provoque l’arrêt des Conversion équipements.Surtension (pic) Tension momentanément Foudre (jusqu’à 6000V sur la Onduleurs off-line supérieure à 110% du ligne). Onduleurs Line Interactive nominal sur une durée très provoque une perte de données Onduleurs On-Line Double courte (< à 20ms). ou des dommages matériels Conversion Division des Systèmes d’Informations 24
  25. 25. Les problèmes électriquesPerturbation Définition Cause SolutionVariation de fréquence Changement dans la stabilité Charges et décharges de Onduleurs On-Line Double de la fréquence. générateurs. Conversion. *provoque des pertes de données, des arrêts systèmes et des dégâts matériels.Distorsion Distorsion de la forme Alimentations à découpage, Onduleurs On-Line Doubleharmonique d’onde provoquée par des variation de vitesse des Conversion. charges non linéaires. moteurs, copieurs et fax. *provoque des erreurs de communication, des surchauffes et des dommages matériels. 25 Division des Systèmes d’Informations
  26. 26. Les batteries Procédures de maintenance préventive : Les batteries utilisées sont scellées, souvent dites “sans entretien”. Bien que vous n’ayez pas besoin de vérifier les niveaux de liquide à l’intérieur, elles réclament tout de même un peu d’attention. La technologie ABM d’Eaton prolonge leur durée de vie par un régime de charge/décharge sophistiqué. ABM surveille aussi l’état des batteries et avertit d’une fin de vie probable bien avant qu’elle ne survienne. Le temps de recharge des batteries : En moyenne, il faut 10 fois plus de temps pour recharger une batterie que pour la décharger (une décharge batterie de 30 min demande 5 heures de recharge). Dès que le courant revient après une coupure secteur, le processus de recharge commence aussitôt. Notez que la charge n’est pleinement protégée que si la batterie est totalement chargée. Si les batteries sont sollicitées pendant le processus de recharge, l’autonomie restante sera moindre. les risques associés à un manque d’entretien : - arrêt des équipements protégés par l’onduleur. - feu. - dégâts matériels. - blessures sérieuses 26 Division des Systèmes d’Informations
  27. 27. Les batteries la batterie est la partie la plus sensible de l’onduleur et c’est la cause principale de panne, c’est pour cela il faudra l’entretenir et la gérer ne prolonge pas seulement sa durée de service, mais permet d’éviter des arrêts systèmes très coûteux. Les batteries remplaçables à chaud peuvent être changées sans couper l’onduleur. les batteries remplaçables par l’utilisateur sur les petits onduleurs. Aucun outil spécial ni formation ne sont nécessaires pour les remplacer. L’autonomie d’une batterie :- L’autonomie augmente lorsque la charge diminue. En règle générale, vous triplez l’autonomie en divisant la charge par deux et si on ajoute plus de batteries à un onduleur augmentera son autonomie, mais ne change pas sa puissance. Il faut d’abord s’assurer que notre onduleur a la puissance suffisante pour supporter la charge, puis ajouter des batteries pour obtenir l’autonomie désirée. La durée de vie des batteries d’un onduleur : En standard, les batteries VRLA durent de 3 à 5 ans. Cependant, leur durée de vie varie énormément en fonction des conditions environnementales, du nombre de cycles de charge/décharge, et de leur entretien. Il est important d’avoir un programme de surveillance et de maintenance pour connaître le moment où elles vont atteindre leur fin de service utile. 27 Division des Systèmes d’Informations
  28. 28. Conclusion L’usage des onduleurs devient intéressant lorsque l’on décide de protéger électroniquement ses machines. Leur utilité dans le domaine privé est encore faible du surement au coût qu’il demande et de la non nécessité d’en posséder un. Il en est par contre différent dans les grandes entreprises équipées de réseaux d’ordinateur avec des données importantes à protéger. L’onduleur est la solution idéale pour protéger les machines de ce type d’entreprise. On optera pour une technologie spécifique en fonction du besoin que l’on en a, incluant une gamme de prix variable. 28 Division des Systèmes d’Informations
  29. 29. Division des Systèmes d’Informations29
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