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Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Études des montages HACHEUR Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu.

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1 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Études des montages HACHEUR Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu

2 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Plan de la présentation Introduction et généralités Présentation application support Objectifs des montages Hacheurs Structure dun variateur de vitesse pour MCC Le montage hacheur série à conversion directe Principe Valeurs moyenne et efficace de sortie Le montage hacheur parallèle à conversion directe Principe Valeurs moyenne et efficace de sortie Les montages hacheur à conversion indirecte

3 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 AGIR Énergie Électrique Continue Énergie Électrique Continue Montage Hacheur Introduction et généralités

4 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 PRESENTATION DU SUPPORT MACHINE DE CONDITIONNEMENT DE COMPRIMES

5 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 PRESENTATION DU SUPPORT ALIMENTERCONVERTIRTRANSMETTRE DISTRIBUER Alimentations électrique et pneumatique Remplir le flacon de comprimés ACQUERIRTRAITERCOMMUNIQUER Chaîne dinformation Signalisation lumineuse : Balise Commandes utilisateur Chaîne dénergie API Capteurs TOR Capteurs ultra son Boîtier de commande Moteurs CC Vérins Réducteurs Vibreur Convoyeur … Prise réseau + Prise pneumatique Flacon rempli du nombre de comprimés désiré et bouché Flacon vide sur palette avec un bouchon Contacteurs Variateur de vitesse Niveau trémie Présence palette Affichage production Ordres

6 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Objectif : Obtenir une tension continue variable à partir dune source continue fixe. Introduction et généralités

7 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Introduction et généralités MCC CVS STRUCTURE INTERNE DUN VARIATEUR POUR MCC

8 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Introduction et généralités STRUCTURE ELECTRONIQUE DUN VARIATEUR POUR MCC Montage Redresseur PD3 Filtre LC Montage Hacheur

9 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Introduction et généralités Première possibilité : Montage diviseur de tension Si I d = 0, alors : Si I d 0, alors : Relation qui dépend de R c. Rendement très faible. Inconvénients :

10 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Introduction et généralités Le rendement est maximal pour : Soit pour α=0.5, on a : Donc 84% de la puissance fournie par la source est perdue par effet Joule, et nest donc pas transmise à la charge. Montage jamais utilisé en électronique de puissance.

11 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Seconde possibilité : Utilisation dun convertisseur statique CVS On utilise un interrupteur à la place des résistances R1 et R2. Conséquences : Plus de puissance perdue par effet Joule (si K parfait) Circuit supplémentaire pour la commande de linterrupteur Introduction et généralités

12 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 La commande de linterrupteur K est périodique de période T. État de K t on T temps On note α le rapport entre le temps de conduction ton par rapport à la période T. Introduction et généralités Deux possibilités : faire varier t on avec T constant faire varier T à t on constant.

13 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Schéma de principe dun hacheur série 3 Phases possibles : K est fermé, donc u d = +U K est ouvert et id 0, donc u d = 0 K est ouvert et id = 0, donc u d = +E c Conduction continue Conduction discontinue On suppose les interrupteurs parfaits. Charge homogène à une source de courant Machine à courant continu par exemple.

14 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série En conduction continue (courant de charge ininterrompue) : Phase 1 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants qui a pour solution : Conditions initiales : soit Donc :

15 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Phase 2 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants qui a pour solution : Conditions initiales : soit Donc :

16 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Tension aux bornes de la charge Courant dans la charge Courant dans linterrupteur Courant dans la diode

17 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Phase 1 : Phase 2 : En t = αT : En t = T : Expression des courants min et max : Ondulation du courant dans la charge : Si T<<τ, on utilise un développement limité à lordre 1 de lexponentielle en 0 : Cela revient à négliger la résistance R c.

18 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Ondulation maximale du courant dans la charge : Ondulation maximale pour : Soit pour :

19 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Formes dondes de la tension et du courant en sortie : Valeur moyenne de la tension de sortie : Donc : On a aussi : Si on néglige la résistance R c, on a de même : Comme la vitesse de rotation est proportionnelle à E c, on peut régler celle- ci en agissant sur α.

20 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 U K D CHARGE C Filtre passe-bas Montage hacheur série Si on désire disposer dune alimentation continue réglable, la source de sortie doit être considérée, vu de la charge, comme une source de tension. Or, en vertu des règles dassociation des sources, il faut placer une inductance. On peut placer un condensateur pour changer la nature de la source de sortie. On parle alors dalimentation à découpage. L On rappelle que tout signal x(t) est décomposable comme :

21 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Dimensionnement du filtre LC : Conventions : Limpédance dun condensateur de capacité C notée Z c sexprime par : Donc, la composante continue (ω=0) du courant ne circule pas dans le condensateur. Linductance L se détermine comme pour une charge du type source de courant.

22 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur série Donc : Or :

23 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur parallèle Schéma de principe dun hacheur parallèle 3 Phases possibles : K est fermé, donc u K = 0 K est ouvert et i l 0, donc u K = u D K est commandé et i l =0, donc u K = U Conduction continue On suppose les interrupteurs parfaits. On suppose aussi que la capacité C est suffisamment élevée pour que u D (t)=constante=u D0 Conduction discontinue

24 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur parallèle Phase 1 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants. Condition initiale : Donc :

25 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur parallèle Phase 2 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants. Condition initiale : Donc : Il faut que le courant diminue, il faut donc que :

26 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur parallèle Formes dondes des signaux : Expression de la tension moyenne de sortie U d0 : Soit : Donc : Si pas de pertes dans le CVS :

27 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur parallèle En théorie, la valeur moyenne de la tension de sortie est infinie pour α=1, Mais en pratique elle est limitée, car létude à été menée avec des composants supposés parfaits. (voir TD) Dimensionnement de linductance l : Phase 1 : Phase 2 : Donc : Ondulation du courant dans la source I l :

28 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage hacheur parallèle Dimensionnement de la capacité du condensateur C : On tient compte désormais de londulation de la tension u d (t). Cette ondulation est due à la composante alternative du courant dans la charge. Pour, on a : Donc, en t=αT, on a : Soit, en fait :

29 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Montage à conversion indirecte VOIR TD

30 Les montages Hacheur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1


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