cours onduleur

8/7/2019 cours onduleur

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Avril

2007 CONVERSIONCONTINU/ALTERNATIF

ONDULEUR

TGE

LYCEE DU MT BLANC PHYSIQUE APPLIQUEE 1/4

I-PRINCIPE

On s'intressera ici l'onduleur autonome (la frquence ne dpend pas de la charge)(Nous avons abord le fonctionnement en onduleur assist dans le chapitre sur le redressement command)

Symbole: =

Utilisation:

Alimentations de secours

Alimentation des moteurs alternatifs champ tournant. Alimentation des fours induction

...

Exemple du montage 2 interrupteurs:

Pour obtenir une tension alternative, la tension aux bornes E charge K1

de la charge doit prendre successivement les valeurs

+E et -E pendant des dures gales et de faon priodique.Pour cela, K1 et K2 sont commands la fermeture et E K2

l'ouverture. Il existe plusieurs types de commande;

Exemple de commande symtrique ( pleine onde ): Exemple de commande dcale(uniquement pour :

les montages en pont 4 inter.)+E +E

T

T/2 T t T/2 t

-E -E

K1 K2 Ferm

K2 K1 ouvert

Exemple de commande MPLIOn utilise trs souvent des onduleurs MPLI (modulation de position et largeur d'impulsion); le courant est alors

proche dune sinusode et, quips d'un filtre, la tension aussi.

u

Voir TP et extrait guide technique Schneider (magazine intersections )PWM : Pulse Width Modulation

t

Dans tous les cas, les interrupteurs lectroniques commands sont le sont la fermeture et louverture (comme le

transistor), on peut les reprsenter de faon gnrale par:


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II-ONDULEUR DE TENSION MONOPHASE A DEUX INTERRUPTEURS

2-1 Dbit sur charge rsistive

i

+E/R

E R i

t

E u -E/R

R

ui = , la tension aux bornes de la charge est alternative ( = 0), l'intensit i aussi. U = E et I =

R

E

2-2 Dbit sur charge inductive

Structure des interrupteurs

Avec une charge rsistive, le courant s'annule et change de signe en mme temps que la tension. Il n'en est

pas de mme si la charge est inductive; en effet, par exemple au moment o K2 s'ouvre et K1 se ferme, le

courant circule dans le sens indiqu fig.1 puis fig.2 . car l'inductance s'oppose aux variations d'intensit

i1 dans K1 est ngatif

Fig.1 Fig.2

E K1 E K1

i i i1

E K2 E K2

Lorsque K1 se ferme, le circuit est donc tel que l'intensit i1 (ngative) tend vers la valeur positive E/R

(voir oscillogrammes ci-dessous) et K1 doit donc conduire dans les 2 sens pour que lintensit ne soit pas

interrompue dans la charge; au bout d'un certain temps, lorsque K1 est ferm :

i1

Par consquent, on associe une diode monte en antiparallle chaque interrupteur lectronique:

Le montage est alors le suivant: i1

T1

E D1

i iD1 iT1

E u D2

iD2 T2

i2

u


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On obtient les oscillogrammes suivants:K1 K2 Ferm Ferm K1 K2

K2 K1 Ouvert Elments commands Ouvert K2 K1

u i u i

+E + ui

t1 t2

T/2 T t

-

-E

-iD1 uD1+E

T/2 T t

-

-E

iT1 i2+ +

T/2 T t

-D

1

T1 D

2

T2 Elments passants D

1

T1 D

2

T2

- L'onduleur de tension commande symtrique impose aux bornes de la charge, quelle que soit

la nature de celle-ci, une tension alternative ( = 0) de valeur efficace U = E, de frquence f

gale celle de la commande.

- t1 et t2 dpendent de l'impdance de la charge (de L/R et f). voir TP.

- On peut distinguer des phases d'alimentation de la charge (lorsque T1 ou T2 conduisent) et des

phases de rcupration (lorsque D1 ou D2 conduisent). Mais globalement, il y a transfertd'nergie de la source vers la charge.

III-ONDULEUR DE TENSION MONOPHASE EN PONT (4 INTERRUPTEURS)

3-1 Structure gnrale

iD1 iD2

H1 D1 D2 H2

iH1 u iH2i

E CHARGE

iD4 iD3

H4 D4 D3 H3

iH4 iH3


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La valeur efficace U de u n'est plus E;

U2

=

2

)2

.(

T

TE

U = E .T

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3-2 Commande pleine onde :

Oscillogrammes:H1 et H3 H2 et H4 Ferm Elments commands

H2 et H4 H1 et H3 Ouvert

u

+E De 0 T/2 , H1 et H3 ferms iH1

On peut avoir i>0 ou i< 0 D1 H1 u

t1 t2 mais les autres courants iD1 i

T/2 T t sont 0. E Charge inductiveH3

-E D3

i iD3 iH3+

De T/2 T, H2 et H4 ferms

On peut avoir i< 0 ou i >0 D2 H2

T/2 T t mais les autres courants u iH2- sont 0. E i iD2

D4 iH4

D1 H1 et D2 H2 et Elments

D3 H3 D4 H4 passants iD4 H4

Le fonctionnement est analogue celui du montage 2 interrupteurs, un seul gnrateur est ncessaire.

L'avantage de ce montage rside surtout dans le fait qu'il est possible de raliser une commande dcale.

3-3 Commande dcale

la commande de H3 et H2 est dcale de par rapport celle de H1 et H4:

u i+E

+ T

t

- T/2

-E

H1 H4

H2 H3 H2

Elments commands

0 - + 0 - + Signe de la puissance reue par

la charge

D1

H2

D

1

D

3

H1 H3 D4

H3

D

4

D

2

H4 H2 Elments passants

3-4 COMMANDE MLI

Voir mesures et simulation.

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