Différence VA et W : puissance apparente, active, onduleur

Un coffret de commande arrive du Japon. La fiche technique du fournisseur indique « 3φ AC200V, 10kVA », l'onduleur intégré est annoncé « 1kVA / 0,6kW », et votre site est alimenté en 230/400 V, 50 Hz. Avant de dimensionner la ligne d'alimentation, le disjoncteur ou un onduleur de remplacement, vous devez savoir ce que chacun de ces chiffres signifie et sur quelles hypothèses il repose.

La réponse courte : le VA (voltampère) est l'unité de la puissance apparente, produit de la tension par le courant. Le W (watt) est l'unité de la puissance active, celle que la charge consomme réellement. Le facteur de puissance relie les deux. Une charge de 1 000 VA avec un facteur de puissance de 0,8 absorbe 800 W, mais une charge de 800 W n'est pas forcément alimentée par une source de 800 VA : il faut vérifier les deux valeurs.

Ce guide présente les termes japonais que vous croiserez dans les documents, les calculs en monophasé et en triphasé (y compris la conversion du même appareil en courant à 200 V, 400 V et 480 V), les deux limites de sortie de tout onduleur, les plaques signalétiques de moteurs et la compensation du facteur de puissance. Il se termine par une liste de contrôle, des questions pour le fournisseur japonais et un modèle de courriel à adapter.

Sommaire

1. Les termes japonais de puissance dans les documents techniques
2. Qu'est-ce que le VA (puissance apparente) ?
3. Qu'est-ce que le W (puissance active) ?
4. Triphasé : du kVA au kW et aux ampères
5. Lire la fiche d'un onduleur (ASI) : deux limites de sortie
6. Câbles et disjoncteurs : revenir aux ampères
7. Énergie : multiplier les W par la durée de fonctionnement
8. Compensation du facteur de puissance : mêmes kW, moins de courant
9. Aide-mémoire : quelle valeur vérifier
10. Liste de contrôle avant de dimensionner l'onduleur, le disjoncteur ou l'alimentation
11. Questions à poser au fournisseur japonais
12. Limites de ce guide
13. FAQ
14. Sources

Les termes japonais de puissance dans les documents techniques

Les fiches techniques et schémas unifilaires japonais emploient un petit nombre de termes pour la puissance. Ils correspondent directement aux termes français, mais il faut savoir lequel est lequel avant de lire les chiffres.

Japonais	Lecture	Français	Unité
皮相電力	hiso denryoku	Puissance apparente (S)	VA, kVA
有効電力	yuko denryoku	Puissance active (P)	W, kW
無効電力	muko denryoku	Puissance réactive (Q)	var, kvar
力率	rikiritsu	Facteur de puissance (FP ; cos φ en régime sinusoïdal)	Rapport (0 à 1)
効率	koritsu	Rendement	% ou rapport
電力量	denryokuryo	Énergie	kWh
線間電圧	senkan den'atsu	Tension composée (entre phases)	V
線電流	sen denryu	Courant de ligne	A
単相 / 三相	tanso / sanso	Monophasé / triphasé (souvent noté 1φ / 3φ)	—
電源容量	dengen yoryo	Puissance (capacité) d'alimentation requise	kVA ou kW, à préciser
定格出力	teikaku shutsuryoku	Puissance nominale (pour un moteur : puissance mécanique à l'arbre)	kW
(terme écrit en katakana)	shinso kondensa	Condensateur de compensation du facteur de puissance	kvar

Qu'est-ce que le VA (puissance apparente) ?

VA signifie voltampère, unité de la puissance apparente S. En monophasé, S est le produit de la tension efficace par le courant efficace : 100 V à 10 A donnent 1 000 VA.

La valeur efficace est la valeur de la tension ou du courant continu qui échaufferait une résistance de la même façon. Un courant alternatif change d'amplitude et de sens à chaque période, mais pour savoir quel courant un câble ou un appareil doit supporter, c'est la valeur efficace qui compte. Pour une onde sinusoïdale, la tension de crête est supérieure à la tension efficace.

Les 100 V ou 200 V que vous placez dans une formule de puissance sont des valeurs efficaces. Multiplier des valeurs de crête donne une puissance apparente différente, donc fausse.

Le VA indique quel courant circule

À tension donnée, plus la puissance apparente est élevée, plus le courant est important. Les sources, transformateurs et câbles doivent supporter ce courant : la puissance active seule ne dit donc rien de la contrainte qu'ils subissent.

En monophasé 100 V (tension courante au Japon), une charge de 1 000 VA appelle 10 A et une charge de 1 500 VA appelle 15 A. Sous 230 V monophasé, les mêmes 1 000 VA ne donnent que 4,3 A environ. Deux charges de même puissance active mais de facteurs de puissance différents appellent des courants différents ; elles exigent donc une capacité d'alimentation et des conducteurs différents.

C'est pourquoi les transformateurs sont exprimés en kVA. La puissance active qu'un transformateur peut fournir dépend aussi du facteur de puissance de la charge : ne lisez pas « 10 kVA » comme « 10 kW » sans connaître ce facteur.

Attention aussi aux préfixes : 1 kVA = 1 000 VA et 1 kW = 1 000 W. Confondre kVA et VA est une erreur ; confondre puissance apparente et puissance active en est une autre.

Si vous connaissez la tension et le courant d'un circuit monophasé, vous pouvez calculer la puissance apparente. Vous ne pouvez pas calculer la puissance active de la même façon.

Il faut pour cela le facteur de puissance ou la lecture d'un wattmètre. Multiplier l'indication d'une pince ampèremétrique par la tension ne donne pas forcément la puissance active consommée.

Figure 1 : des volts et ampères au VA, puis au W grâce au facteur de puissance

Exemple : monophasé, 100 V, 10 A, charge dont le facteur de puissance vrai est supposé égal à 0,8. La tension est mesurée aux bornes de la charge ; le courant est le courant de ligne.

La flèche indique le sens de référence de la valeur efficace ; le courant alternatif ne circule pas dans un sens unique. Pour une mesure réelle, utilisez des instruments et des raccordements adaptés au circuit.

VA nominal et VA mesuré

La capacité nominale d'une fiche technique indique la plage pour laquelle l'appareil est conçu. À faible charge, le courant et la puissance réels sont plus bas : la valeur nominale n'est donc pas ce que l'appareil absorbe en permanence.

L'inverse est vrai aussi : une seule mesure de courant faible ne suffit pas à dimensionner une alimentation. Déterminez le régime de fonctionnement maximal, le démarrage, les charges simultanées et les charges futures, puis comparez chacun à la spécification.

Lorsqu'une plaque signalétique indique plusieurs tensions ou fréquences, prenez la tension et le courant de la même ligne. Multiplier la tension d'une condition d'alimentation par le courant d'une autre donne une puissance apparente qui ne correspond à aucune caractéristique réelle. Vérifiez aussi ce que couvre la valeur.

La puissance d'entrée d'une machine complète et celle d'un composant interne sont deux choses différentes. Le schéma unifilaire et les intitulés de la spécification permettent de savoir si une valeur en VA ne couvre que l'alimentation de commande ou l'ensemble de l'entrée, moteurs et auxiliaires compris.

Qu'est-ce que le W (puissance active) ?

Le watt est l'unité de puissance ; en courant alternatif, il sert pour la puissance active P, celle qui passe réellement de la source à la charge et se transforme en chaleur, en lumière ou en travail mécanique. Un watt correspond à un joule par seconde. La puissance est le rythme auquel l'énergie est utilisée ; l'énergie est le total sur une durée.

La puissance active comprend les pertes internes de l'appareil en plus de la sortie utile. Les 800 W qui entrent dans un moteur ne ressortent pas tous à l'arbre : le rendement indique comment ils se répartissent.

Multiplier les valeurs instantanées de tension et de courant, puis faire la moyenne

La définition de base de la puissance active en alternatif est la moyenne du produit de la tension instantanée par le courant instantané. La puissance instantanée p varie au cours de la période ; sa moyenne est P. Lorsque la tension et le courant sont sinusoïdaux, avec un déphasage φ, cette moyenne vaut U I cos φ, où U et I sont des valeurs efficaces et cos φ est le facteur de puissance.

Pour une charge résistive idéale, tension et courant évoluent ensemble : φ = 0 et cos φ = 1. Dans ce cas P = UI vaut aussi en alternatif ; la règle « P = UI ne marche qu'en continu » est donc à ne pas retenir.

P = UI s'applique aussi en continu stable, mais en alternatif il faut vérifier la forme d'onde et le facteur de puissance. En revenant au principe, la moyenne des produits instantanés, on voit plus facilement dans quels cas chaque formule s'applique.

La puissance réactive n'est pas une perte

Les inductances et les condensateurs stockent de l'énergie dans un champ magnétique ou électrique, puis la restituent à la source. Pour des composants idéaux, cet échange se répète à chaque période et l'énergie nette consommée sur une période complète est nulle.

En régime sinusoïdal, la grandeur qui décrit cet échange est la puissance réactive Q, exprimée en var. Les charges inductives (en retard) et capacitives (en avance) se distinguent par le sens ou le signe.

La puissance réactive n'est pas de la puissance active gaspillée. Elle sert à des fonctions utiles, comme la création du champ magnétique d'un moteur. Mais le courant qui la transporte provoque de vraies pertes par effet Joule dans les conducteurs : elle alourdit donc la charge de l'installation.

Avec 800 W de puissance active et 600 var de puissance réactive, la puissance apparente est de 1 000 VA, et non de 1 400. Les trois valeurs forment un triangle rectangle : P et Q sont les deux côtés de l'angle droit, S est l'hypoténuse. On compare parfois le VA à un récipient contenant des W et des var côte à côte, mais les additionner ainsi conduit à des résultats faux.

Figure 2 : 800 W et 600 var à angle droit font 1 000 VA

Triangle des puissances d'une charge inductive en régime sinusoïdal, dessiné avec des côtés dans le rapport 800 : 600 : 1 000.

Les côtés horizontal et vertical représentent des composantes différentes de la puissance. Le triangle illustre S² = P² + Q² ; il ne signifie pas qu'on additionne des W et des var pour obtenir des VA.

Facteur de puissance et rendement

Le facteur de puissance est le rapport de la puissance active à la puissance apparente, P/S, souvent noté λ. Pour une charge qui consomme de la puissance, il varie de 0 à 1 et indique quel courant il faut pour fournir une puissance active donnée.

Le rendement est un autre rapport : la part de la puissance active d'entrée qui devient sortie utile. Pour un moteur, il compare l'entrée électrique à la sortie mécanique ; la différence est perdue en chaleur, frottements, etc.

Un facteur de puissance de 0,8 ne signifie pas que 20 % de l'entrée sont perdus en chaleur. Un rendement de 90 % n'implique pas non plus un facteur de puissance de 0,9.

Quand les deux rapports figurent dans le même tableau, vérifiez le numérateur et le dénominateur de chacun.

Pour estimer la puissance d'alimentation à partir de la puissance à l'arbre d'un moteur, remontez en deux étapes : divisez par le rendement pour obtenir la puissance active d'entrée, puis par le facteur de puissance pour obtenir la puissance apparente. En gardant les étapes distinctes, vous ne confondez pas pertes et puissance réactive.

Formes d'onde déformées : utiliser le facteur de puissance vrai

Les équipements dotés d'un redresseur en entrée peuvent appeler un courant non sinusoïdal. Un seul angle de déphasage ne décrit alors plus tout le courant, et le cos φ du fondamental peut différer du facteur de puissance global.

Le facteur de puissance vrai est P/S, S étant calculée à partir des valeurs efficaces. Le facteur de puissance de déplacement est le cosinus de l'angle entre la tension et le courant fondamentaux : il ne reflète que le fondamental.

Même si les fondamentaux sont bien alignés, un courant très déformé a une valeur efficace plus élevée. Le courant augmente sans hausse équivalente de la puissance active : ne considérez donc pas les deux facteurs comme interchangeables. Un wattmètre calcule la puissance active à partir d'échantillons simultanés de tension et de courant.

En lisant sa spécification, vérifiez si le « facteur de puissance » est la valeur totale ou celle du fondamental seul, et quelle méthode de calcul est employée. Sur des circuits triphasés déformés, les appareils peuvent aussi calculer différemment les puissances apparente et réactive. Avant de comparer les valeurs de deux instruments, alignez le mode de raccordement et les définitions de calcul au lieu de supposer qu'un appareil est défectueux.

Triphasé : du kVA au kW et aux ampères

Pour un système triphasé équilibré en régime sinusoïdal, la puissance totale se calcule à partir de la tension composée et du courant de ligne. Le produit monophasé UI est multiplié par √3, et non par 3 : trois conducteurs ne donnent pas 3UI.

Ici, U est la tension composée entre deux conducteurs et I le courant dans une ligne entre la source et la charge. Si vous introduisez la tension simple aux bornes d'une phase de la charge, ou le courant de phase d'un enroulement, le √3 se retrouve au mauvais endroit. En couplage étoile (Y), la tension simple vaut 1/√3 de la tension composée.

En couplage triangle (Δ), le courant de phase vaut 1/√3 du courant de ligne.

Additionner la puissance active de chaque phase vaut pour tout circuit. En revanche, la ramener à une seule formule avec la tension composée et le courant de ligne suppose des conditions équilibrées et sinusoïdales. Pour des circuits déséquilibrés ou déformés, mesurez avec un wattmètre raccordé selon le circuit, et vérifiez comment il calcule les valeurs par phase et la valeur totale.

Exemple : 200 V, 30 A, facteur de puissance 0,85

Prenons un circuit de pompe sur une alimentation triphasée équilibrée de 200 V, sinusoïdale, avec un courant de ligne de 30 A et un facteur de puissance de 0,85. Les 200 V sont une tension composée, les 30 A un courant de ligne, et le résultat est la puissance côté alimentation, à l'endroit de la mesure.

Arrondis, ces résultats donnent environ 10,4 kVA, 8,8 kW et 5,5 kvar. Un arrondi trop agressif en cours de calcul peut modifier le résultat final : arrondissez au même stade et avec le même nombre de chiffres que le document auquel vous comparez.

Une fois √3UI calculé, ne multipliez pas de nouveau par 3 : la formule donne déjà le total triphasé. Écrire la définition des variables dans la note de calcul facilite cette vérification.

Figure 3 : dans la formule triphasée, utiliser la tension composée et le courant de ligne

Charge équilibrée couplée en étoile. Le voltmètre est placé entre deux lignes ; le courant est celui d'une ligne d'alimentation.

La charge est un ensemble équilibré d'impédances égales. Ce schéma de principe montre ce que l'on mesure ; il ne décrit pas une procédure de raccordement.

Remonter du kW au kVA et aux ampères

Si une charge absorbe 8 kW sur l'alimentation avec un facteur de puissance de 0,8, il faut 8 ÷ 0,8 = 10 kVA. kW et kVA ne sont égaux qu'à un facteur de puissance de 1 : une source de 8 kVA ne peut pas alimenter cette charge. Sur une alimentation triphasée de 200 V, 10 kVA correspondent à un courant de ligne d'environ 28,9 A. Les mêmes 8 kW appellent un autre courant à une autre tension ou avec un autre facteur de puissance : ne réutilisez jamais une valeur de courant sans ses conditions.

Pour un groupe électrogène ou un onduleur, ces 10 kVA sont le point de départ en régime établi. Le choix final doit aussi tenir compte de la limite en kW, de la chute de tension au démarrage, des caractéristiques de la charge et des conditions d'exploitation, le tout vérifié sur les données d'application du fabricant.

Même charge, autre tension : 200 V, 400 V et 480 V

Les équipements industriels japonais sont couramment construits pour une alimentation triphasée de classe 200 V ou de classe 400 V, et le Japon est à 50 Hz dans l'est et à 60 Hz dans l'ouest. Votre site est probablement en 230/400 V à 50 Hz (valeur nominale de la CEI 60038, utilisée en France et dans de nombreux pays), soit 400 V entre phases ; des équipements d'origine nord-américaine peuvent exister en 480 V à 60 Hz. Les kVA d'une charge ne changent pas avec la tension, mais le courant de ligne si, et c'est ce courant qui dimensionne câbles et disjoncteurs.

Tension composée	Courant de ligne pour 10 kVA (triphasé équilibré)
200 V	28,9 A
380 V	15,2 A
400 V	14,4 A
415 V	13,9 A
480 V	12,0 A

Recalculer le courant est la partie facile. Savoir si une machine de classe 200 V peut fonctionner directement sur votre réseau, si elle nécessite un transformateur abaisseur ou s'il faut la commander en version classe 400 V relève du fournisseur. Les moteurs prévus pour 50 Hz et 60 Hz indiquent souvent un courant nominal et une vitesse différents pour chaque fréquence : lisez la ligne qui correspond à votre site.

Les kW de la plaque signalétique d'un moteur ne sont pas sa puissance d'entrée

Les kW nominaux d'un moteur correspondent normalement à sa puissance mécanique à l'arbre. La puissance active d'entrée comprend aussi les pertes : un moteur de 7,5 kW n'absorbe donc pas toujours 7,5 kW sur le réseau. Supposons une puissance à l'arbre de 7,5 kW et, à ce point de fonctionnement, un rendement de 0,90 et un facteur de puissance de 0,80.

La puissance active d'entrée est alors d'environ 8,33 kW. En divisant par le facteur de puissance, on obtient une puissance apparente d'entrée d'environ 10,42 kVA, soit un courant de ligne d'environ 30,1 A en triphasé 200 V.

Avec un rendement de 0,90, environ 0,83 kW sur les 8,33 kW d'entrée sont perdus. Ne considérez pas l'écart entre 8,33 kW et 10,42 kVA comme une perte de chaleur supplémentaire : il provient du facteur de puissance, pas des pertes.

Quand vous comparez des types de moteurs, une même puissance de sortie n'implique pas non plus la même entrée. Rendement, taux de charge et mode d'entraînement modifient tous ce que voit l'alimentation.

Figure 4 : le rendement ramène à la puissance d'entrée ; le facteur de puissance, au kVA d'entrée

Rendement supposé 0,90 et facteur de puissance 0,80. Les grosses flèches montrent le flux de puissance active, pas un flux de VA.

Le moteur est un contour simplifié qui ne montre pas la construction interne. Les largeurs de flèche ne sont pas à l'échelle et les pertes sont regroupées. Le calcul utilise la valeur non arrondie de 7,5 ÷ 0,9.

Avec un variateur de fréquence, définir l'endroit de la mesure

Lorsqu'un variateur de fréquence (VFD ; les documents japonais parlent d'« inverter », inbata) alimente le moteur, la puissance aux bornes du moteur et celle que le variateur prélève sur le réseau ne sont pas les mêmes. Pour dimensionner l'alimentation, incluez les pertes du variateur et son facteur de puissance d'entrée. Ne traduisez pas « inverter » par « onduleur » : en usine, ce mot désigne en général l'ASI (UPS).

Vous ne pouvez pas appliquer le facteur de puissance du moteur à l'entrée du variateur, car les formes d'onde et les conditions côté réseau diffèrent. Utilisez la spécification d'entrée du variateur ou une mesure adaptée.

Faire tourner ventilateurs et pompes à vitesse réduite modifie la puissance active dont ils ont besoin : c'est un mécanisme différent de la compensation du facteur de puissance. La sortie du variateur n'est pas une onde sinusoïdale de réseau ; l'appareil de mesure doit donc y être adapté.

Précisez si une valeur est mesurée à l'entrée ou à la sortie, et comparez des valeurs relevées au même moment et dans les mêmes conditions de charge.

Lire la fiche d'un onduleur (ASI) : deux limites de sortie

Un onduleur (ASI, UPS) a deux limites de sortie, l'une en VA et l'autre en W, et la charge doit rester dans les deux. Certaines fiches japonaises donnent les deux sur une même ligne, par exemple « 1kVA / 0.6kW » ou « 1000VA / 600W ». Prenons un onduleur hypothétique de 1 000 VA et 600 W :

• Charge A, 900 VA et 540 W : dans les deux limites.
• Charge B, 700 VA et 630 W : dans la limite en VA, mais au-dessus de la limite en W.
• Charge C, 1 100 VA et 550 W : dans la limite en W, mais au-dessus de la limite en VA.

Rester sous une limite ne suffit pas si la charge dépasse l'autre. De plus, le rapport 600 W ÷ 1 000 VA = 0,6 de cet onduleur n'est pas le facteur de puissance des équipements que vous y branchez : l'un est le rapport entre les deux limites de sortie de l'onduleur, l'autre est P/S mesuré sur la charge.

Figure 5 : les deux limites d'un onduleur hypothétique de 1 000 VA / 600 W

Les VA augmentent vers la droite, les W vers le haut. La zone colorée respecte les deux limites de sortie et la condition P ≤ S.

Échelle : 1 VA = 0,5 px à l'horizontale, 1 W = 0,4 px à la verticale. Le diagramme inclut P ≤ S pour des charges consommatrices. Ce n'est pas la courbe de capacité de charge d'un modèle réel.

Le rapport entre les deux limites dépend du modèle. APC (Schneider Electric) indique qu'une puissance en watts d'environ 60 % de la puissance en VA était autrefois la norme du secteur, mais que les onduleurs récents ont des puissances en watts plus proches de leur valeur en VA ; certains modèles actuels sont donnés pour un facteur de puissance de 0,9 ou de 1,0.

Une spécification japonaise qui ne donne que les kVA ne vous dit donc pas la limite en kW. Demandez les deux.

Lorsque plusieurs appareils partagent un même onduleur, suivez la méthode de sélection du fabricant et additionnez séparément les VA maximaux et les W maximaux. Vérifiez aussi le fonctionnement simultané, les courants d'appel et la compatibilité avec la forme d'onde de sortie. Une somme faible des puissances de plaque ne suffit pas pour décider.

L'autonomie est une question distincte de la capacité. Vérifiez aussi la topologie de l'onduleur, et évaluez l'autonomie avec le tableau ou les conditions du fabricant pour la puissance en W de la charge.

Câbles et disjoncteurs : revenir aux ampères

Pour les câbles et les disjoncteurs, ne comparez pas des VA à un courant nominal. Convertissez en courant à partir de la tension du circuit et du nombre de phases : 1 000 VA à 100 V monophasé font 10 A, mais le triphasé utilise la formule en √3 vue plus haut.

À kW égal, un facteur de puissance plus faible entraîne un courant plus élevé : comparer la charge d'un câble en kW seulement peut conduire à un sous-dimensionnement. Alignez tension, facteur de puissance et rendement, et définissez la charge maximale de calcul.

Le courant n'est qu'une donnée d'entrée pour choisir câbles et disjoncteurs ; le choix final revient à un électricien ou ingénieur qualifié. Mode de pose, température ambiante, regroupement, chute de tension et protection contre les courts-circuits relèvent de la réglementation applicable (en France, la NF C 15-100 pour les installations basse tension ; ailleurs, la norme locale). Pour les charges avec courant de démarrage, comme les moteurs, traitez séparément le courant de service et les conditions de démarrage.

Un disjoncteur dont le calibre dépasse le courant de service ne dit pas, à lui seul, s'il déclenchera au démarrage ni s'il protégera le circuit en cas de défaut. Il faut à la fois une capacité de courant suffisante et la bonne protection : à ce stade, vérifiez aussi contre quoi protègent réellement le disjoncteur en boîtier moulé (noté NFB sur les plans japonais, MCCB en anglais) et le disjoncteur différentiel (ELB).

Énergie : multiplier les W par la durée de fonctionnement

À puissance active constante, l'énergie est la puissance active multipliée par la durée, en kWh. Les kW seuls ne donnent pas l'énergie totale consommée.

À 8,8 kW de moyenne pendant 6 heures, on consomme 52,8 kWh. La même machine de 8,8 kW consomme beaucoup moins d'énergie si elle ne tourne que brièvement que si elle fonctionne toute la journée.

Multiplier les kW de la plaque signalétique par la durée de fonctionnement peut différer de l'énergie réelle, selon les conditions d'exploitation. Pour comparer des économies d'énergie, alignez durée de fonctionnement, charge et volume de production, et vérifiez l'énergie active sur la période concernée. Pour le chauffage électrique, distinguez la chaleur nécessaire au produit de l'énergie prélevée sur le réseau, qui inclut les pertes.

Les factures d'électricité comportent souvent des composantes liées au contrat ou à la puissance maximale appelée en plus de l'énergie : estimez séparément les économies en kWh et les effets tarifaires.

Compensation du facteur de puissance : mêmes kW, moins de courant

Pour une charge qui utilise la même puissance active sous la même tension, relever le facteur de puissance réduit la puissance apparente nécessaire. Le courant baisse aussi, ce qui libère de la capacité d'alimentation et réduit les pertes par effet Joule dans les conducteurs en amont du point de compensation.

Prenons une charge triphasée équilibrée de 10 kW sous 200 V. Avec un facteur de puissance de 0,8, elle exige 12,5 kVA et environ 36,1 A par ligne. À 0,95, elle exige environ 10,53 kVA et environ 30,4 A.

Les 10 kW eux-mêmes n'ont pas changé. Ce qui diminue, c'est le courant nécessaire pour les fournir et la puissance réactive dans la partie compensée.

Avec la même résistance de câblage, les pertes par effet Joule varient comme le carré du courant : le rapport des pertes est ici d'environ 0,71. Cela ne veut pas dire que la consommation totale de l'usine baisse d'environ 29 %.

Les condensateurs de compensation sont un moyen courant de compenser la puissance réactive en retard des charges inductives. Leur dimensionnement et leur emplacement dépendent de l'installation. Laisser connectés des condensateurs surdimensionnés quand la charge baisse peut faire passer le facteur de puissance trop loin du côté capacitif : lisez le sens (en avance ou en retard) et l'état de fonctionnement en plus du chiffre.

Sur les réseaux comportant des harmoniques, condensateurs, inductances et réseau interagissent. Ajouter de la capacité n'aide pas toujours : évaluez ensemble les harmoniques, la résonance et les équipements existants.

Certains tarifs appliquent une remise ou une majoration selon le facteur de puissance, en fonction de l'offre tarifaire et de sa méthode de calcul ; ne confondez pas une mesure ponctuelle avec le facteur de puissance moyen utilisé pour la facturation.

Aide-mémoire : quelle valeur vérifier

L'unité dont vous avez besoin dépend de ce que vous évaluez : capacité, courant ou énergie. Décidez d'abord quelle partie du système vous évaluez, puis lisez les V, A, W, VA et le facteur de puissance à cet endroit.

Figure 6 : valeurs principales et conditions à vérifier avec elles

Il ne s'agit pas de choisir entre VA et W : chaque ligne indique la valeur principale et les conditions qui l'accompagnent.

Situation	Valeur principale	À vérifier aussi
Capacité d'un transformateur ou d'un groupe électrogène	kVA, tension et courant nominaux	Limite en kW du groupe, facteur de puissance de la charge, démarrage, température et conditions d'exploitation
Capacité de sortie d'un onduleur	Limites en VA et en W	Charge maximale, compatibilité forme d'onde et courants d'appel, autonomie requise
Câbles et disjoncteurs	A	Pose, température ambiante, chute de tension, protection contre les courts-circuits, démarrage
Consommation et économies d'énergie	kW, kWh	Périmètre de mesure, moyenne et pointe, durée de fonctionnement, conditions de production
Condensateurs de compensation	kvar, en avance ou en retard	Variation de charge, point de compensation, condensateurs existants, harmoniques et inductances
Plaque signalétique d'un moteur	Puissance à l'arbre en kW, V, A, rendement, facteur de puissance	Entrée ou sortie, fréquence, taux de charge, mode d'entraînement

Ce tableau est un point de départ pour lire des spécifications. Ne sautez pas les conditions de sélection, par exemple en fixant le calibre d'un appareil de protection d'après le seul courant.

Quand la spécification et votre mesure ne concordent pas

1. Entrée ou sortie ? Vérifiez si chaque valeur est une entrée ou une sortie. Puissance à l'arbre d'un moteur et entrée d'une armoire, ou limite de sortie d'un onduleur et charge raccordée, sont des choses différentes.
2. Unités et variables. Alignez monophasé et triphasé, tension composée et tension simple, V et kV, VA et kVA. Un facteur 1 000 ou √3 pointe en général vers les unités ou les variables avant de pointer vers un appareil défectueux.
3. Configuration de l'instrument. Faites confirmer par un électricien habilité (en France, selon la NF C 18-510) ou par le fabricant de l'appareil le mode de raccordement, l'appariement tension-courant, les rapports des TC et des TT, et le sens du courant. Un mauvais rapport décale la mesure même si l'appareil fonctionne correctement.
4. Conditions de fonctionnement. Comparez taux de charge, plage horaire, prise en compte ou non du démarrage, moyenne ou maximum. Ne modifiez pas le facteur de puissance ou le rendement supposés juste pour faire concorder des mesures qui ne le font pas.

Liste de contrôle avant de dimensionner l'onduleur, le disjoncteur ou l'alimentation

• Tension et fréquence : tension et fréquence nominales de chaque charge (classe 200 V ou classe 400 V, 50 Hz ou 60 Hz), et tension et fréquence de votre site
• Phases : monophasé ou triphasé ; en triphasé, confirmez que la valeur est une tension composée et un courant de ligne
• Ce que couvre la valeur : entrée de la machine complète, alimentation de commande seule ou un seul composant ; entrée ou sortie
• kVA et kW : les deux valeurs, ainsi que le facteur de puissance utilisé pour passer de l'une à l'autre et s'il s'agit du facteur vrai ou de déplacement
• Pointes : demande maximale, courant de démarrage ou d'appel, charges fonctionnant en même temps
• Onduleur : limites de sortie en VA et en W, forme d'onde de sortie et autonomie à votre charge réelle en W
• Variateurs : courant et facteur de puissance côté entrée de chaque variateur, et non ceux du moteur
• Moteurs : puissance à l'arbre, rendement, facteur de puissance et courant nominal à votre tension et à votre fréquence
• Arrondis : notes de calcul qui indiquent la définition des variables et l'endroit où les valeurs ont été arrondies

Questions à poser au fournisseur japonais

• La valeur « 電源容量 » (dengen yoryo, capacité d'alimentation) est-elle en kVA ou en kW, et couvre-t-elle toute la machine, moteurs, résistances chauffantes et auxiliaires compris ?
• Quel facteur de puissance avez-vous supposé pour passer du kVA au kW ?
• Quel est le courant maximal par ligne à notre tension, démarrage ou courant d'appel compris ?
• L'équipement est-il prévu pour la classe 200 V ou la classe 400 V ? Existe-t-il une version pour notre tension et notre fréquence, ou faut-il un transformateur ?
• Quelles sont les limites de sortie de l'onduleur en VA et en W, et quelle autonomie offre-t-il à notre charge en W ?
• Pour chaque moteur, quels sont la puissance à l'arbre, le rendement, le facteur de puissance et le courant nominal à notre fréquence ?
• Des condensateurs de compensation ou des filtres d'harmoniques sont-ils intégrés ?

Modèle de courriel (en anglais, langue commune avec la plupart des fournisseurs)

Des questions courtes et numérotées permettent au fournisseur de répondre point par point et passent bien dans les outils de traduction. Adaptez ce modèle :

Subject: Power supply data for [equipment name / order no.]

Dear [Name],

We are preparing the power supply for [equipment name]. Our site supply
is [400 V / 480 V], 3-phase, [50 / 60] Hz. Could you please confirm:

1. Rated input voltage and frequency of the equipment
2. Total input capacity in both kVA and kW, and the power factor used
3. Maximum line current at our supply voltage, including starting/inrush
4. UPS model, output rating in both VA and W, and runtime at our load
5. Shaft output (kW), efficiency, power factor, and rated current of each motor
6. Whether a transformer is required, or a version for our voltage is available

A table or the relevant pages of the specification would be fine.

Best regards,
[Your name]

Limites de ce guide

• Les formules en cos φ et sin φ supposent des ondes sinusoïdales, et les formules triphasées en √3 supposent des conditions équilibrées. Les circuits déformés ou déséquilibrés demandent une mesure adaptée.
• Tous les exemples chiffrés, y compris l'onduleur de 1 000 VA / 600 W et le moteur de 7,5 kW, sont fictifs et illustratifs. Pour un équipement réel, utilisez les valeurs de sa fiche technique.
• Le dimensionnement des câbles, disjoncteurs et transformateurs dépend des règles locales et des conditions du site, que ce guide ne couvre pas.
• La possibilité de faire fonctionner un équipement de classe 200 V sur votre réseau, et l'effet du démarrage sur un groupe électrogène ou un onduleur, dépendent de l'équipement concerné. Confirmez avec le fournisseur et le fabricant.
• Les règles tarifaires sur le facteur de puissance varient selon les pays et les distributeurs.
• Ce guide explique comment lire des spécifications. Ce n'est pas une procédure de câblage, de mesure ou d'installation. Les interventions sur une installation électrique doivent être réalisées par du personnel qualifié et habilité.

FAQ

Combien de watts font 1 000 VA ?

Cela dépend du facteur de puissance de la charge : W = VA × facteur de puissance. À 0,8, 1 000 VA font 800 W ; à 1, ils font 1 000 W. La valeur en VA seule ne fixe pas une valeur unique en watts.

Comment convertir des kVA en kW en triphasé ?

Comme en monophasé : kW = kVA × facteur de puissance. Le √3 n'intervient que pour passer des kVA aux ampères : I = kVA × 1 000 ÷ (√3 × tension composée). Par exemple, 10 kVA à 400 V donnent environ 14,4 A.

Puis-je supposer un facteur de puissance de 1 si je ne le connais pas ?

Pas par défaut. Le sens de l'erreur dépend de ce que vous calculez.

Quand vous déduisez les VA nécessaires à partir d'une valeur en W, supposer 1 donne un résultat trop faible si le facteur de puissance réel est inférieur à 1. Vérifiez la spécification ou interrogez le fabricant.

Pour une résistance chauffante, les W sont-ils toujours égaux aux VA ?

Pour une résistance idéale sur une alimentation sinusoïdale, oui : il n'y a pas de déphasage, donc le facteur de puissance est de 1. Un équipement réel peut comporter des régulateurs de puissance ou des auxiliaires : vérifiez avant de supposer que l'entrée de toute la machine est équivalente.

Si le facteur de puissance s'améliore, le rendement du moteur s'améliore-t-il autant ?

Pas forcément. Facteur de puissance et rendement sont des rapports différents ; ils ne varient pas proportionnellement. Évaluez la variation du courant et des pertes en ligne due à la compensation indépendamment du rendement avec lequel le moteur convertit l'entrée en puissance à l'arbre.

Puis-je utiliser le courant moyen quand les courants de phase diffèrent ?

Introduire un courant moyen dans la formule équilibrée √3UI peut ne pas donner la bonne puissance active totale. Utilisez une méthode de mesure adaptée aux circuits déséquilibrés et vérifiez comment les valeurs par phase et la valeur totale sont calculées.

Sources

• Valeurs efficaces, puissance active et facteur de puissance vrai : Tektronix, « Fundamentals of AC Power Measurements » (en anglais)
• Puissance en alternatif et fonctionnement des wattmètres : Yokogawa Test & Measurement, bases de la puissance en alternatif et de sa mesure (en japonais)
• Puissance et énergie en triphasé : Mitsubishi Electric, cours en ligne sur les circuits triphasés (en japonais)
• Méthodes de calcul de puissance pour circuits triphasés déformés : HIOKI, formules de calcul de puissance du PW4001 (en japonais)
• Facteur de puissance vrai et de déplacement : Power Monitors, « PF vs DPF: What's the Difference? » (en anglais)
• Limites en VA et en W d'un onduleur dans les spécifications japonaises : OMRON, rubriques de spécification des onduleurs (en japonais)
• Conditions de sélection d'un onduleur : Schneider Electric, FAQ (en japonais)
• Puissances en watts et en VA d'un onduleur, norme des 60 %, modèles récents à 0,9 ou 1 : Schneider Electric, blog « VA vs Watts: What's the Difference Anyway? » (en anglais) ; APC, FAQ FA157485 (en anglais)
• Entrée, sortie et rendement d'un moteur : Nidec, bases sur les moteurs (en japonais)
• Puissance d'alimentation pour variateurs de fréquence : Mitsubishi Electric FA, FAQ (en japonais)
• Manipulation des condensateurs de compensation : Japan Electrical Manufacturers' Association (JEMA) (en japonais)
• Réseaux à 50 Hz et à 60 Hz au Japon : Wikipedia, « Electricity sector in Japan » (en anglais)
• Moteurs de classe 200 V et de classe 400 V, valeurs nominales selon la fréquence : Mitsubishi Electric, moteurs à induction IE3 (en anglais)
• Tension nominale 230/400 V : Wikipedia, « IEC 60038 » (en anglais)
• Tensions nominales de réseau aux États-Unis (208Y/120 V, 480Y/277 V) : EC&M, « Voltage Variations » (en anglais)