Conversion continu-alternatif : Onduleur autonome de tension

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1 Conversion continu-alternatif : Onduleur autonome de tension
Définitions et symbole 1.1 Définitions Un onduleur de tension est un convertisseur statique continu-alternatif. Il permet d’obtenir une tension alternative de valeur efficace fixe ou réglable à partir d’une source de tension continue. Il est autonome si sa fréquence de fonctionnement f est celle de son circuit de commande fc. 1.2 Symbole 1.3 Le transistor Le transistor est composant électronique possédant trois bornes : E ( émetteur ); C (collecteur ); B ( base). Il existe deux types de transistors : le transistor NPN et le transistor PNP.

2 Symboles : IC C IC C IB IB B B IE IE E E Transistor NPN Transistor PNP Loi des nœuds : IC + IB = IE Lorsque la base est traversé par un courant IB, courant de commande du transistor, celui-ci se comporte comme un interrupteur fermé : la tension UCE est alors nulle. Si IB est nulle, alors le transistor est comme un interrupteur ouvert. UCE est non nulle. 2. Fonctionnement de l’onduleur de tension monophasé à deux interrupteurs 2.1 Débit sur charge résistive G1 : générateur de f.é.m. E E en Volts; G2 : générateur de f.é.m. E . fc et Tc : fréquence et période de commande des interrupteurs ( transistor ou thyristor )

3 i K1 E G uK1 R i u E G2 i K2 uK2 T : période de u. On a T = Tc f = fc

4 0 ≤ t ≤ : K1 fermé ; K2 ouvert u = E ; uK1 = 0 Volt; uK2 = 2E ≤ t ≤ T : K1 ouvert; K2 fermé. u = - E ; uK1 = 2E; uK2 = 0 volt. Oscillogrammes : u +E i = T/ T t -E < u > = 0 V i < i > = 0 A E/R T/ T t U = E I = -E/R K1 fermé K2 fermé

5 U se mesure avec un < u > se mesure avec un 2.2 Débit sur charge inductive i iT1 T K1 E G1 iD D1 L i R u D2 E G iD K2 iT T2

6 G1 et G2 sont des alimentations continues, réversibles en courant qui passe dans les deux sens.
T1 et T2 sont unidirectionnels : ne laissent passer le courant que dans un sens. D1 et D2 forment un montage dit « antiparallèle » avec T1 et T2 afin de permettre la circulation du courant dans les deux sens. Les diodes sont des diodes de récupération. Les oscillogrammes :

7 u +E T/ T t -E i Î t t t -Î iT1 iT2 Eléments passants: D T D T D T1 D T t

8 Le courant i, alternatif, est en retard sur la tension.
La puissance instantanée consommée par la charge : p = ui Si u et i sont de même signe p > K fermé et T est passant. Si u et i sont de signes contraires p < K fermé et D passant. 0 ≤ t ≤ T/2 : K1 fermé; K2 ouvert et u = E 0 ≤ t ≤ t1 : i < 0 : c’est la diode D1 qui conduit . i = iD1 = - i1 i < 0 et u = E > p < 0 : c’est la phase de récupération par le générateur G1 d’une partie de l’énergie fournie à la charge pendant la phase précédente. D1 est la diode de récupération. t1 ≤ t ≤ T/2 : c’est le transistor T1 qui conduit. i = iT1 = i1 > 0 i > 0 et u = E > p > 0 : c’est la phase d’alimentation. Le générateur G1 fournit de l’énergie à la charge.

9 T/2 ≤ t ≤ T : K1 ouvert ; K2 fermé et u = -E
T/2 ≤ t ≤ t2 : i > 0 : c’est la diode D2 qui conduit et i = iD2 = -i2 On a u = - E <0 et i > p < 0 : c’est la phase de récupération. Le générateur G2 récupère une partie de l’énergie fournie à la charge pendant la phase précédente. t2 ≤ t ≤ T : i < 0 : c’est le transistor T2 qui conduit. On a : u < 0 et i < p > 0 : c’est la phase d’alimentation. Le générateur G2 fournit de l’énergie à la charge.