Les Onduleurs Les Onduleurs Autonomes

Les Onduleurs
Autonomes
1
COMPAOR
RE Innocent
Généralités
2008
8-2009
Défi iti
Définition
On-line
li
) UPS O
Onduleur = Convertisseur DC/AC
Onduleur de Tension
Ond
duleurs Auttonomes
Onduleur de Courant
Utilisations
2 types de
Système
Les ASI (UPS)
Variation de vitesse des moteurs AC ) UPS Off-line
Technologie des UPS
On-line
Off-line
In-line (line interactive)
2
)
UPS line - In
•
V i ti
Variation
d
de lla vitesse
it
d
des moteurs
t
AC
Ond
duleurs Auttonomes
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Généralités
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Onduleur monophasé
p
en p
pont
Onduleur monophasé en ½ pont
Onduleur monophasé
en ½
p
pont
Onduleur monophasé
avec
p
transformateur à point milieu
Ond
duleurs Auttonomes
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COMPAOR
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d’Onduleur
Principales Structures d
Onduleur
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Onduleur triphasé
Ond
duleurs Auttonomes
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COMPAOR
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d’Onduleur
Principales Structures d
Onduleur
Semi-conducteurs utilisables
En fonction :
Des puissances
De la fréquence
De la charge
Du type de commande (pleine onde, MLI)
En faible et moyenne puissance: BJT, MOSFET, et IGBT
Forte puissance: GTO, Thyristors avec circuit d’extinction
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COMPAOR
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Étude de ll’onduleur
onduleur monophasé en ½ pont
Commande pleine onde
Ond
duleurs Auttonomes
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Circuit de p
puissance
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Ond
duleurs Auttonomes
Étude de ll’onduleur
onduleur monophasé en ½ pont
Developpement
pp
en serie de Fourrier
Soit x(t) périodique de période T=1/f
X(t)
( ) peut
p
être décomposée
p
en somme comprenant
p
:
)Un terme constant (la valeur moyenne)
)Un terme sinusoïdal de fréquence f (le fondamental)
)Une
Une suite limitée ou non de termes sinusoïdaux de
fréquence multiple entier de f (les harmoniques).
x(t) = X0 + X1m sin(ωt + ϕ1 ) + X2m sin( 2ωt + ϕ2 ) + X3m sin( 3ωt + ϕ3 ) +
… + X
pm
sin (p ωp + ϕ p ) + …
p: le rang de l’harmonique ;
Xpm: l’amplitude ;
pulsation p
propre
ϕp: Le déphasage
p
g à l’échelle de sa p
p
pω.
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Étude de ll’onduleur
onduleur monophasé en ½ pont
Ond
duleurs Auttonomes
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Développement
é
en série
é de Fourrier
Pour faciliter les calculs
x(t) = X O + A1sin(ωt) + B1cos(ωt) + A 2sin(2ωt) + B2cos(2ωt) + …
… + A psin(pωt) + Bpcos(pωt) + ...
X pm = Ap2 + B p2
XO =
tgψ p =
Bp
Ap
1
x(t ) dt
T T∫
2
x(t ) sin( pωt )dt
T T∫
2
B p = ∫ x(t ) cos( pωt )dt
TT
Ap =
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Ond
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Étude de ll’onduleur
onduleur monophasé en ½ pont
Spectre de la tension
de sortie
u (t ) = A1 sin ωt + A3 sin 3ωt + A5 sin 5ωt + ...
TTaux de
d distorsion
di t i
harmonique
V 2 − V12
τ=
V1
" V: valeur efficace de la
tension ondulée
" V1: valeur efficace du
Remarques:
fondamental.
) Tension riche en
harmoniques de rang faible
Filtrage difficile
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Onduleur monophasé en pont complet
sur charge inductive
Ond
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Circuit de puissance
" (K1
(K1, K3) OFF et (K2
(K2, K4) ON
• u= - E
• vK1= vK3=+E, iK1= iK3=0
• vK2
vK2= vK4
vK4=0,
0, iK2=
iK2 iK4
iK4=-ii
Commande pleine onde
" (K1, K3) et (K2, K4) fonctionnent
d manière
de
iè complémentaire
lé
t i
K1K3
K2K4
K1K3
" 0 ≤ t ≤ T 2 K1 K3 ON, K2 K4 OFF
• u=E
• vK1= vK3=0, iK1= iK3=i
• vK2= vK4=E, iK2= iK4=0
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Commande décalée
Ond
duleurs Auttonomes
q
Remarque
l’harmonique 3 est supprimée
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Onduleur monophasé en pont complet
sur charge inductive
O d l
Onduleur
en commande
d MLI
MLI: Modulation de largeur
d’I
d’Impulsion
l i
PWM (en anglais)
S
t pour d=60°
d 60°
Spectre
MLI Sinus-Triangle
MLI Calculée
MLI vectorielle (en triphasé)
Intérêt de la MLI:
Repousser les harmoniques vers
les HF
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Facilite le filtrage
MLI Sinus-triangle
g
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Onduleur en commande MLI
Commande bipolaire
2 signaux:
)La
La référence Vref 2(U R , f variable)
)Signal triangulaire de fréquence
f ' ff f
La porteuse
Comparaison + commande
Commande unipolaire
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Ond
duleurs Auttonomes
Onduleur en commande MLI
Le rapport
pp
de modulation
f' T
μ=
= '
f
T
Commande pleine onde
Le rapport de réglage
ρ=
UR 2
UM
Onduleur Triphasé
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Commande MLI (triphasé)
( p
)
Ond
duleurs Auttonomes
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Onduleur en commande MLI
14
Configuration classique d’une installation avec onduleur
Ond
duleurs Auttonomes
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Application des Onduleurs
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Schéma fonctionnel d’un onduleur industriel ((variateur de vitesse))
Ond
duleurs Auttonomes
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Application des Onduleurs
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Conversion de l’énergie
g solaire
Ond
duleurs Auttonomes
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Application des Onduleurs
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