Hacheurs,conversions de

puissance

Plan

I. Introduction

II.Symbôle

III.Principes de base

IV.Technologie

V.Classification des dipôles

VI.Association des dipôles

VII.Hacheur série

IntroductionLe problème de la variation de vitesse d'un moteur à

courant continu se rencontre dès que l'on ne se satisfait plus d'une vitesse constante. La Palice.

On peut décider de chauffer les petits oiseaux avec l'énergie qui n'est pas nécessaire, mais cela pose un problème de rendement.

On peut décider de ne pas alimenter le moteur tout le temps, de hacher l'alimentation, pour cela on conçoit des dispositifs appelés hacheurs.

Retour sur le chauffage d’une maison

● La température est une grandeur continue

● On comprend qu’elle ne peut varier instantanément.

● Traçons la température d’une maison en fonction du chois de régulation de la chaudière.

SymboleLe hacheurs est un convertisseur continu, continu, il

est inséré entre une source de tension continue, 3kV, 1,5kV continu traction trains, 750V métro ,et un récepteur continu, la machine à courant continu (MCC). Le symbole résume ces propriétés, les flèches représentent le sens de parcours de l'énergie, un fonctionnement réversible est possible. On parle alors de récupération, lors du freinage d'une rame par exemple.

Alimentation Moteur CC

Un peu d’histoire

● Premier convertisseurs

● Premiers convertisseurs statiques : pour les auxiliaires.

● Premiers convertisseurs de tractions.

● Autres convertisseurs.

Principes de bases de l'étude

On doit réaliser l'étude de manière progressive.

Pour comprendre le fonctionnement général, on est amené à faire des hypothèses simplificatrices, faire des choix

Ensuite on prend en compte plus finement les caractéristiques des dipôles (résistances), on étudie les régimes transitoires, etc

Le vrai technicien sait aller à l'essentiel en premier, et s'occupe des détails ensuite, on va du général au particulier.

Technologie brève des hacheurs

Le dispositif de commande n'est pas développé ici, il est du ressort de l'électronique. Des oscillateurs couplés à des transistors de puissance permettent de réaliser une commutation c'est à dire des ouvertures et des fermetures de différents circuits.

Les éléments du circuits jouent le rôle d'interrupteurs commandés.

Classification des dipôles On peut classer les dipôles suivant le comportement

des grandeurs tension à leurs bornes et intensité qui les traverse.

On appelle dipôles de tension des dipôles pour lesquels la tension mesurée aux bornes est continue, (comportement de type condensateur).

On appelle dipôles de courant des dipôles pour lesquels l'intensité qui traverse est continue, (comportement de type bobine).

Classification des dipôles

Classification des dipôles

Dans quelle catégorie ranger les dipôles suivants? :

Le condensateur, la bobine

L'alimentation continue de tension idéale,

Le générateur idéal de courant

Le moteur électrique

La batterie d'accumulateurs, la pile,

Le fil parfait r=0

Le trou g=0

Association deux à deux des

dipôles suivant leur classeIl est interdit :

De brancher un fil au bornes d'un dipôle de tension : court-circuit.

De manière générale il est interdit de brancher ensemble deux dipôles de tensions différentes.

Association deux à deux des

dipôles suivant leur classeIl est interdit :

D'ouvrir le circuit d'un dipôle de courant, étincelles, arc électrique.

De manière générale il est interdit de brancher ensemble deux dipôles de courant.

Association favorable

Il est souhaitable donc d'associer un générateur de tension à un moteur

hacheur

Hacheur série

Le hacheur série est constitué de deux interrupteurs, K1 et K2 en notation logique on peut écrire

hacheur

K 1= K 2 K1

K2

K1 fermé, alimentation.

Phase d'alimentation, le récepteur est relié au réseau.

hacheur

K 2= K 1= 1K1

K2

Roue libre

Phase de roue libre, le moteur utilise l 'énergie emmagasinée pendant la phase précédente.

hacheur

K 1= K 2 K1

K2

K2=diodeL'interrupteur K2 est techniquement une diode

rapide, de faible seuil, elle est dite de roue libre car elle conduit quand K1 est ouvert, quand le MCC est déconnecté de l'alimentation

Moteur à courant continu

Générateurcontinu

hacheur

K1

K2

Observation des chronogrammesLe moteur est équivalent à une association en série

des dipôles suivants : Un générateur de tension de fcém e

Une bobine parfaite d'inductance L, souvent on rajoute une bobine en plus en série

Une résistance R faible, bon cuivre, qui sera négligée au début

Moteur à courantcontinu

R,L

e

Chronogrammes : l’inductance de la charge varie.