Convertisseur de fréquence

Le moteur asynchrone est utilisé le plus souvent pour des entraînements à vitesse variable. Les variateurs de ces moteurs sont construits à base de convertisseurs de fréquence. Parmi ces convertisseurs de fréquence l’onduleur autonome qui est un convertisseur statique assurant la conversion continue alternative, alimenté en continu, il modifie de façon périodique les connections entre l’entrée et la sortie, et permet d’obtenir de l’alternatif à la sortie. Un onduleur autonome dépend essentiellement de la nature du générateur et du récepteur entre lesquels il est monté, cela conduit à distinguer:  les onduleurs de tension, alimentés par une source de tension continue,  les onduleurs de courant, alimentés par une source de courant continu. Nous envisageons dans ce chapitre l’étude des onduleurs de tension ainsi que leurs différents modes de commande à savoir.  Commande à hystérésis, commande MLI (modulation de largeur d’impulsion).

DESCRIPTION DE LONDULEUR TRIPHASE.

La figure II.1 représente un onduleur de tension triphasé, il est constitué de trois bras, chaque bras est formé de deux interrupteurs commandés de manière complémentaire afin d’éviter un court-circuit de la source et d’assurer une continuité du courant de la charge.[14] Chaque interrupteur est formé d’un semi-conducteur contrôlable (IGBT, GTO,…..etc.) et une diode connectés en anti-parallèle, les six diodes de roue libre assurent la protection des transistors et la récupération de l’énergie vers la source. Pour simplifier l’étude, on supposera que:la commutation des interrupteurs est instantanée, la chute de tension aux bornes des interrupteurs est négligeable,Les tensions des phases statoriques du moteur asynchrone sont fonction des différentes combinaisons des interrupteurs de l’onduleur de tension. L’état des interrupteurs, supposés parfaits, peut être représenté par trois grandeurs booléennes de commande Si (i=a, b, c) telles que: Si=1 si l’interrupteur du haut est fermé et celui du bas ouvert. Si=0 si l’interrupteur du haut est ouvert et celui du bas fermé. Les différentes combinaisons de ces grandeurs nous donnes 8 vecteurs tensions dont 6 actifs et 2 vecteurs nuls. Ces vecteurs sont représentés ci-dessousFig.II.4. Etat des interrupteurs et tensions Dans ces conditions, on peut écrire les tensions(0), en fonction du vecteur de commande.

MODULATION DE LARGEUR D’IMPULSIONS SINUS TRIANGLE

Cette technique est très populaire dans l’industrie. Le principe de cette technique est expliqué dans la figure suivante. La comparaison d une onde sinusoïdale de fréque d’amplitude Ar appelée onde de référence avec une autre onde triangulaire de fréquence fp déterminent les instants de commutation des interrupteurs. La modulation est caractériséele maximum d’amplitude du fondamentale est égale à 0,5Vd qui représente 78,55% de l’amplitude de la tension du réseau,(4Vd/2π). croître l’amplitude du fondamental de 0 jus rs harmoniques non nuls vers les fréquences éle r les temps de commutation des interrupteurs du particulièrement bien adaptée à l’électronique analogique mais estdif : amplitude de la porteuse. Vr : amplitude de la tension de référence. Par action sur r, on peut théoriquement faire qu’au maximum. L’augmentation de m rejette les premie vées et facilite donc le filtrage. La variation de m est pratiquement limitée pa convertisseur et donc par la largeur minimale des impulsions.On remarque que le couple et le flux présentent des oscillations lors des deux régimes permanent et transitoire. Un fort appel de courant au démarrage et la vitesse est quasi linéaire en régime transitoire.

MODULATION VECTORIELLE

La MLI vectorielle s’appuie sur le calcul d’un vecteur tension globale de référence. Ce vecteur est approché sur une période de modulation T par l’application temporaire des i i+1 o 7 Fig.II.5. Démarrage directe du Mas par MLI sinus-triangle On remarque que le couple et le flux présentent des oscillations lors des deux régimes permanent et transitoire. Un fort appel de courant au démarrage et la vitesse est quasi linéaire en régime transitoire La MLI vectorielle s’appuie sur le calcul d’un vecteur tension globale de référence. Ce vecteur est approc m deux vecteurs tension d’état adjacents V et VPour simplifier les calculs et représenter ces tensions, appliquons la transformation ormation de Concordia). tension permet de calculer les vecteurs tensions  triphasée/biphasée respectant le transfert de puissance (tranLa m r tension de référence dans le plan Il s’agit alors de déterm adjacents (Ti et Ti+1 temps T1, T2 et T Fig.II.7. Vecteur de référence dans le secteur odulation vectorielle nécessite une connaissance de la position du vecteu α, β ainsi que le secteur où il se trouve. iner les temps d’application des vecteurs tensions) et des vecteurs tensions nuls V0 et V7. Si le vecteur tension de référence se trouve dans le secteur I.