VFD : transistor bipolaire à grille isolée (IGBT)

L'IGBT (transistor bipolaire à grille isolée) fournit une vitesse de commutation élevée nécessaire au fonctionnement des VFD PWM. Les IGBT sont capables de s'allumer et de s'éteindre plusieurs milliers de fois par seconde. Un IGBT VFD peut s'allumer en moins de 400 nanosecondes et s'éteindre en environ 500 nanosecondes. Un IGBT VFD se compose d'une grille, d'un collecteur et d'un émetteur. Lorsqu'une tension positive (généralement +15 VDC) est appliquée à la grille, l'IGBT se met en marche. Cette opération est similaire à la fermeture d'un interrupteur. Le courant circule entre le collecteur et l'émetteur. Un IGBT VFD est désactivé en retirant la tension positive de la grille. Pendant l'état d'arrêt, la tension de la grille de l'IGBT est normalement maintenue à une petite tension négative (-15 VDC) pour empêcher le dispositif de se mettre en marche.

Tous les VFD modernes utilisent des dispositifs de puissance connus sous le nom de transistors bipolaires à grille isolée (IGBT). Ces dispositifs permettent de minimiser les bruits audibles gênants en utilisant des fréquences de commutation au-delà de la gamme audible. Malheureusement, les VFD utilisant des IGBT présentent un fort potentiel de génération de RFI (Radio Frequency Interference). La commutation rapide de ces dispositifs génère des formes d'onde à bords tranchants avec des composantes à haute fréquence qui génèrent davantage de RFI. La plainte la plus probable est l'interférence avec les radios en bande AM 500-1600 Khz. Néanmoins, les ordinateurs sensibles, les équipements médicaux et autres appareils sensibles au bruit qui partagent le même bus d'alimentation pourraient subir de graves interférences.

Dans des cas extrêmes, le VFD lui-même peut subir des interférences de bruit électrique (comment réduire le bruit ?). Si l'équipement de la salle des machines d'un ascenseur n'est pas correctement disposé et câblé, le bruit électrique propagé par le système VFD de l'ascenseur peut interférer avec le contrôleur de l'ascenseur.

Un exemple est le bâtiment dépourvu d'un système de mise à la terre solide où le système d'entraînement à fréquence variable a connu de multiples problèmes. Une mise à la terre solide a été fournie pour éliminer de nombreux problèmes de bruit électrique, mais le VFD lui-même était affecté par des sources de bruit indéterminées.

L'acheminement du câblage de terrain de l'entrepreneur dans le contrôleur a été examiné et plusieurs lacunes ont été constatées et corrigées. Il a été déterminé par la suite que le transformateur d'alimentation/isolation requis par cette application particulière était physiquement situé trop près de l'avant du contrôleur. La porte du contrôleur étant ouverte, le transformateur a créé des interférences qui ont affecté les micro-ordinateurs de contrôle. Le remède a consisté à placer un bouclier entre le transformateur et le contrôleur, bien que d'autres méthodes aient pu fonctionner.