4.1. Convertisseur1.ppt

7/30/2019 4.1. Convertisseur1.ppt

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MODULE 4

4.1 LES CONVERTERS DANS LES SYSTEMES A ENTRAINEMENTSELECTRIQUES

4.1. CONVERTISSEUR AC-DC

Ali NEJMIVersion.2008

al [email protected](Email princ ipal) ;

[email protected]

1Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI

Universt Sultan Moulay SlimaneFacult des Sciences et Techniques, Beni MellalFilire Ingnieur en Gnie Electrique
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 2

Redresseur AC-DC command

Schma de principe dun redresseur monophas: charge rsistive

Schma de principe dun pont redresseur monophas:

Charge rsistive

Diode:

Thyristor :


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Charge inductive:

(conduction continue)

Lorsque le courant est toujours positif

(il ne sannule pas), la valeur moyenne

de la tension la sortie duconvertisseur ne dpend que de a.

Cest le cas gnralement dans lesmachines DC (forte inductance).

(conduction continue)

Cependant, si la conduction est

discontinue, la valeur moyenne de la

tension dpend aussi de Linductanceet de la valeur du courant, ce qui

complique la rgulation.



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Schma de principe dun redresseur triphas:

a=0



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+

Vo

cosmV

V2

0

90o 180o

m

V2

m

V2

Tension moyenne

sur 10 ms

50Hz

1-phase


Relation valable pour une conduction continue Ich>0

Dans un pont redresseur monophas, la relation entre la valeur moyenne de

la tension de sortie et langle de retard lamorage est :

Dans l'quation ci-dessus, la relation entre l'angle de retard lamorage

et V0 est non linaire.

Vm: valeur crte de la tension dalimentation


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+

Vo

90o

mLLV ,3

mLLV , 3

cos,mLL

o

VV

3

Relations valables pour une conduction continue Ich>0

Tension moyenne

sur 3,33 ms

180o


VL-L,m : tension crte compose

Pour un pont triphas:

Dans l'quation ci-dessus, la relation entre l'angle de retard et V0 est non

linaire.


7/23Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 7

Circuit

damorage

Redresseur

command

+

Va

vcRgulateur de

courant

Iref

Dans le cadre du contrle des entrainements lectriques, il estsouhaitable que la relation entre le signal de commande vc et la

tension moyenne de va soit linaire



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Redresseur command AC-DC

Circuit

damorage

Redresseur

command

+

Va

vc

va(s)vc(s) Moteur DC

La relation entre vc et vaest dtermine par le circuit damorage

?




o Il est vrai quon peut linariserlquation reliant langle de retard et Va pour

obtenir une relation linaire, cela est toutefois uniquement valable pour unepetite perturbation autour d'un angle de retard lamorage.

oPour surmonter ce problme, une approche commune consiste utiliser

un circuit damorage, qui fournit une relation linaire entre le signal de

contrle et la moyenne de la tension.

oCeci est possible en tablissant une relation entre le signal de contrle etcosa.


Avec Vs : signale de commande maximal.


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Commande linaire d'angle damorage

Tension dalimentationVm

vtvc

0 2 3 4

Signal dents de scie comparau signal de commande

Sortie du comparateur (dclencher

les IS)

Sortie du redresseur




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Vm

vtvc

0 2 3 4

vc

ctvv

t

c

v

v

cosV2

Vm

a

t

cm

av

vcos

V2V

Une relation non linaire entre Va et vc


contrle linaire d'angle damorage



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Commande av ec sig nal de rfrence s in usodal

Vm

vsvc

0 2 3 4

Tension dentre (alimentation)

Signal sinusodal compar vc



Sortie du comparateur (dclencher

les IS)

Sortie du redresseur


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Vm

vsvc

0 2 3 4

Vscos(t)Vscos() = vc

s

c1

v

vcos

cosV2

Vm

a

s

c1m

a

v

v

coscos

V2

Vs

cm

av

vV2

V

Une relation linaire entre vc et Va


commande avec signal de rfrence sinusodal



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Exemple de la commande avec signal de rfrence sinusodal



Il existe plusieurs mthodes pour raliser ce circuit damorage. Un exemple

est illustr ci-dessous. Ce schma est appel commande signal sinusoidalpour convertisseur monophas entirement command.

Il est possible d'appliquer le mme schma

pour gnrer les signaux de

dclenchement d'un convertisseur triphas.



oIl convient de noter que l'utilisation du schma commande sinusodale

comme nous l'avons vu donne seulement une relation linaire entre la tensionde sortie moyenne et le signal de contrle.

o La tension de sortie moyenne est disponible chaque priode dtermine

par le type de convertisseur utilis. Par exemple, un convertisseur triphas

entirement contrls donnera une tension de sortie moyenne qui est valide

pour chaque 3.33ms et 10 ms pour un convertisseur monophas.

o Cela peut tre considr comme un systme de donnes chantillonnes

avec (respectivement) une priode d'chantillonnage de 3.33ms ou de 10ms.

o A linstant o le signale de commande change, il peut y avoir un temps de

retard avant que la tension de sortie change. Ce retard peut avoir une valeur

maximale gale la priode d'chantillonnage comme l'illustre la figure ci-

aprs pour un convertisseur monophas. En pratique, on prend un retard moyen

gal la moiti du retard maximal.


Modle de la commande


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Modle de la commande

Va est la tension moyenne sur une priode de la forme d'onde- systme de donnes chantillonnes

Retards dpendant du moment o le signal de commande change :

normalement pris comme la moiti de la priode d'chantillonnage


Td : retard dans la gnration de la tension de sortie moyenne

0-10ms pour 50 Hz- monophas

Tension de

sortie

Signal de

commande

Signal de

rfrence

sinusodal

Td : retard dans la gnration de la tension de sortie moyenne

0-10ms pour 50 Hz- monophas


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Modle de commande

s2

T

H Ke)s(G

s

m

V

V2K

Monophas, 50Hz

T=10ms

s

m,LL

V

V3K

Triphas, 50Hz

T=3.33ms

Simplifi si la bande passante de la commande est rduite un

niveau infrieur la frquence dchantillonnage


o Dans le dveloppement du modle du convertisseur utiliser dans la

conception de systme de commande, leffetdchantillonnage et le retardsont prendre en considrations. Avec le retard inclus, le convertisseur

peut tre modlis comme (convertisseur mono ou triphas entirement

contrl) :

vc(s)Va(s

)

Convertisseur




Modle de commande

On peut, toutefois, ngliger l'effet d'chantillonnage de la tension de sortie

par la conception de la bande passante de la boucle ferme (par exemple

la boucle de courant) beaucoup plus petite que la frquence

d'chantillonnage. Pour simplifier davantage la conception, le retard peut

galement tre supprim pourvu que la bande passante en boucle fermesoit assez petite.


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EXEMPLES /SIMULINK



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Boucle ouverte

Circuit

damorage

Redresseur

command

+

Va

vcMoteur DC

modlis avec

R-L et Vdc



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Source triphase

Redresseur command

charge

circuit damorage



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Boucle ferme

Circuit

damorage

Rgulateur

du courantRedresseur

command

+

Va

vciref

Commande du courant du convertisseur

Le couple peut tre command



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Systme de bouc le ouver te d e la s im u lat io n p rcden te

Elments de la boucle ferme

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