Entretien Bauma : l'onduleur ABB utilise une topologie à trois niveaux

Onduleur mobile HES580-3L (Photo : ABB)

ABB est reconnu pour sa vaste gamme de solutions d'alimentation destinées aux marchés de l'électrification et de l'automatisation. Fidèle à sa mission de proposer des produits toujours plus performants et efficaces à chaque génération, l'entreprise suédo-suisse a présenté en avant-première l'onduleur mobile HES580-3L au salon Bauma 2025 de Munich, qui présente une série d'améliorations notables par rapport aux modèles précédents.

« En matière de variateurs pour véhicules tout-terrain, je dirais que c'est le produit le plus innovant que vous trouverez au salon Bauma », a déclaré David Segbers, responsable mondial de la gestion des produits chez Mobile ePower Products. S'il est peut-être obligé de décrire le nouvel onduleur en termes aussi élogieux, Segbers affirme qu'il ne s'agit pas d'un simple effet de mode. « Je suis convaincu que nous avons fait quelque chose de différent, notamment en ce qui concerne la topologie à trois niveaux. »

Conception interne

La topologie à trois niveaux à laquelle il fait référence est destinée à fournir un courant électrique plus fluide et une solution plus économe en énergie que les unités qui utilisent un système à deux niveaux.

« Je dirais que c'est le variateur le plus convivial pour alimenter les moteurs électriques » David Segbers, ABB

Alors qu'un modèle à deux niveaux ne peut commuter qu'entre plus (+) et moins (-), un modèle à trois niveaux peut commuter entre plus (+), moins (-) et zéro (0). La commutation directe entre + et – crée une ondulation du courant électrique, ce qui réduit l'efficacité du courant délivré et peut, à terme, endommager le moteur électrique. La topologie à trois niveaux réduit cette ondulation, éliminant ainsi presque tous les effets secondaires négatifs.

La topologie à trois niveaux est réalisée grâce à la disposition des semi-conducteurs. Cette configuration nous permet de réduire les pertes harmoniques dans le moteur jusqu'à 75 %, augmentant ainsi son rendement et sa température. Cela signifie un refroidissement moindre et une puissance accrue par rapport à un onduleur à deux niveaux.

« De plus, la commutation plus douce réduit les contraintes sur les roulements et l'isolation des bobinages, ce qui contribue à prolonger la durée de vie du moteur. Je dirais que c'est le variateur le plus convivial pour alimenter les moteurs électriques », explique Segbers.

Améliorations de l'efficacité

« Le HES580 est une solution véritablement innovante. Il améliore l'efficacité énergétique et nous pensons que ce point deviendra encore plus important, notamment avec l'alimentation par batterie », explique Segbers. « Si vous utilisez un système de propulsion hybride diesel/électrique, l'onduleur contribuera à réduire la consommation de diesel. »

ABB a déjà démontré, dans une application ferroviaire, que la topologie à trois niveaux permettait de réaliser jusqu'à 30 % d'économies d'énergie. Le secteur ferroviaire est réputé pour sa prudence face aux nouvelles technologies, mais Segbers affirme que cette prudence est compensée par la nécessité d'améliorer l'efficacité énergétique. Il estime qu'il est « hautement probable » que des résultats similaires soient atteints avec des machines hors route, mais précise que cela dépend du profil opérationnel.

Mais comme le souligne Segbers, ce n’est pas que la topologie à trois niveaux soit nouvelle en soi, c’est que la solution est désormais disponible pour le marché mobile hors route.

Nous ciblons une gamme d'applications dans les secteurs de la construction et de l'exploitation minière, avec une gamme de machines différentes allant des camions miniers souterrains aux chargeuses et aux excavatrices électriques. Leur fonctionnement ne sera pas modifié, mais le nouvel onduleur permettra de réaliser des économies d'énergie globales.