les onduleursles onduleurs...
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GénéralitésRE In
noce
nt
Généralités
Défi iti UPS O li
CO
MPA
OR
Définition
Onduleur = Convertisseur DC/AC
UPS On-line
8-20
09
Onduleur de TensionOnduleur de Courant
2008
Utilisations 2 types deSystème
tono
mes
Les ASI (UPS)Variation de vitesse des moteurs AC UPS Off-line
dule
urs
Aut
Technologie des UPSOn-line
Ond
2Off-lineIn-line (line interactive)
GénéralitésRE In
noce
nt
GénéralitésUPS line In
CO
MPA
OR
UPS line - In
8-20
0920
08
V i ti d l it d t ACtono
mes
• Variation de la vitesse des moteurs AC
dule
urs
Aut
Ond
3
RE In
noce
nt
Principales Structures d’OnduleurC
OM
PAO
R Principales Structures d OnduleurOnduleur monophasé en pont Onduleur monophasé en ½ pont
8-20
09
p p Onduleur monophasé en ½ pont
2008
tono
mes
Onduleur monophasé en ½ Onduleur monophasé avec
dule
urs
Aut
ppont
ptransformateur à point milieu
Ond
4
Principales Structures d’OnduleurRE In
noce
nt
Principales Structures d OnduleurOnduleur triphaséC
OM
PAO
R8-
2009
2008
Semi-conducteurs utilisables
tono
mes
En fonction :Des puissancesDe la fréquencedu
leur
s A
ut
De la fréquenceDe la chargeDu type de commande (pleine onde, MLI)
Ond
5En faible et moyenne puissance: BJT, MOSFET, et IGBTForte puissance: GTO, Thyristors avec circuit d’extinction
Étude de l’onduleur monophasé en ½ pontRE In
noce
nt
Étude de l onduleur monophasé en ½ pontCircuit de puissance Commande pleine onde
CO
MPA
OR
p Commande pleine onde
8-20
0920
08to
nom
esdu
leur
s A
utO
nd
6
Étude de l’onduleur monophasé en ½ pontRE In
noce
nt
Étude de l onduleur monophasé en ½ pontDeveloppement en serie de FourrierC
OM
PAO
R
ppSoit x(t) périodique de période T=1/f X(t) peut être décomposée en somme comprenant :8-
2009
( ) p p pUn terme constant (la valeur moyenne)Un terme sinusoïdal de fréquence f (le fondamental)Une suite limitée ou non de termes sinusoïdaux de
2008
Une suite limitée ou non de termes sinusoïdaux de fréquence multiple entier de f (les harmoniques).
)ωt(X)ωt(X)t(XXx(t) +++++++= 3sin2sinsin ϕϕϕωtono
mes
) ωt(X) ωt(X) t(X Xx(t) mmm +++++++= 3322110 3sin2sinsin ϕϕϕω…+++… ) (pωp X ppm ϕsin
dule
urs
Aut
p: le rang de l’harmonique ;Xpm: l’amplitude ;ϕp: Le déphasage à l’échelle de sa pulsation propre
Ond
7
ϕp p g p p ppω.
Étude de l’onduleur monophasé en ½ pontRE In
noce
nt
Étude de l onduleur monophasé en ½ pont
é é
CO
MPA
OR
Développement en série de Fourrier
Pour faciliter les calculs8-20
09
Pour faciliter les calculs
t)cos(2B t)sin(2A t)cos(B t)sin(AX x(t) 2211O …+++++= ωωωωt)cos(pBt)sin(pA +++ ωω
2008
... t)cos(pBt)sin(pA pp +++… ωω
22pppm BAX += p
p AB
tg =ψtono
mes
pp A
∫=T
O dttxT
X )(1
dule
urs
Aut
∫=T
p dttptxT
A )sin()(2 ω
∫ dttptxB )cos()(2 ω
Ond
8∫=T
p dttptxT
B )cos()( ω
Étude de l’onduleur monophasé en ½ pontRE In
noce
nt
Étude de l onduleur monophasé en ½ pont
Spectre de la tension T d di t i
CO
MPA
OR
Spectre de la tension de sortie
Taux de distorsion harmonique
...5sin3sinsin)( 531 +++= tAtAtAtu ωωω8-20
09
...5sin3sinsin)( 531 +++ tAtAtAtu ωωω
1
21
2
VVV −
=τ
2008
V: valeur efficace de la
tension onduléetono
mes
tension ondulée
V1: valeur efficace du
dule
urs
Aut
Remarques:Tension riche en
fondamental.Ond
9harmoniques de rang faibleFiltrage difficile
RE In
noce
ntOnduleur monophasé en pont complet
CO
MPA
OR
sur charge inductive(K1 K3) OFF et (K2 K4) ON
8-20
09
Circuit de puissance (K1, K3) OFF et (K2, K4) ON• u= - E• vK1= vK3=+E, iK1= iK3=0• vK2= vK4=0, iK2= iK4=-i
2008 vK2 vK4 0, iK2 iK4 i
tono
mes
dule
urs
Aut Commande pleine onde
(K1, K3) et (K2, K4) fonctionnent d iè lé t i
Ond de manière complémentaire
K1 K3 ON, K2 K4 OFF• u=E
20 Tt ≤≤K1K3 K2K4 K1K3
10• vK1= vK3=0, iK1= iK3=i• vK2= vK4=E, iK2= iK4=0
RE In
noce
ntOnduleur monophasé en pont complet
CO
MPA
OR
sur charge inductiveCommande décalée Remarque
8-20
09
ql’harmonique 3 est supprimée
O d l d MLI2008 Onduleur en commande MLI
MLI: Modulation de largeur d’I l i
tono
mes
S t d 60°
d’Impulsion
PWM (en anglais)MLI Sinus-Triangle
dule
urs
Aut Spectre pour d=60° MLI Sinus-Triangle
MLI CalculéeMLI vectorielle (en triphasé)
Ond Intérêt de la MLI:
Repousser les harmoniques vers
11les HF
Facilite le filtrage
RE In
noce
nt
Onduleur en commande MLIC
OM
PAO
R Onduleur en commande MLI
MLI Sinus-triangle Commande bipolaire
8-20
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g
2 signaux:
La référence Vref ( f variable)U2
Commande bipolaire
2008 La référence Vref ( , f variable)
Signal triangulaire de fréquenceLa porteuse
RU2
ff ff'
tono
mes
La porteuse
Comparaison + commande
ff ff
Commande unipolaire
dule
urs
Aut Comparaison + commande
Ond
12
Onduleur en commande MLIRE In
noce
nt
Onduleur en commande MLI
Le rapport de modulation
CO
MPA
OR
ppCommande pleine onde
''
TT
ff==μ
8-20
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Le rapport de réglage
f
2
2008
M
R
UU 2
=ρ
tono
mes
Onduleur Triphasé
dule
urs
Aut
Ond
13
Onduleur en commande MLIRE In
noce
nt
Onduleur en commande MLI
Commande MLI (triphasé)
CO
MPA
OR
( p )
8-20
0920
08to
nom
esdu
leur
s A
utO
nd
14
Application des OnduleursRE In
noce
nt
Application des OnduleursConfiguration classique d’une installation avec onduleurC
OM
PAO
R8-
2009
2008
tono
mes
dule
urs
Aut
Ond
15
Application des OnduleursRE In
noce
nt
Application des Onduleurs
Schéma fonctionnel d’un onduleur industriel (variateur de vitesse)
CO
MPA
OR
( )
8-20
0920
08to
nom
esdu
leur
s A
utO
nd
16