1 Commande électronique des moteurs

Commande électronique des moteurs
Choix des commutateurs de puissance
La réalisation d'un circuit de l'électronique de puissance consiste à un choix préalable des
interrupteurs de puissance (commande électronique) , pouvant supporter la commutation forcée et
rapide, et la réversibilité du courant et de la tension, ce choix conduit à étudier plusieurs types de
composants électronique, qui peuvent être utilisés dans le cas qui nous intéresse.
En outre, les interrupteurs considérés devront être commandés à l'ouverture et à la fermeture
de manière à pouvoir assurer la commutation forcée, c'est-à-dire des interrupteurs bicommandables.
Le choix des interrupteurs désirés dans notre cas est basé sur les conditions suivantes :
- L'interrupteur doit avoir une tenue en tension symétrique.
- Il doit être bidirectionnel en courant.
- Il doit être commandable à l'ouverture et à la fermeture par une électrode spécifique.
1-Propriétés générales des commutateurs de puissance
L'extinction des commutateurs à commande maintenue se réalise dès que la commande est
supprimée (cas du transistor)
L'extinction des commutateurs à commande par impulsions, se fait par :

- une autre impulsion (par ex. impulsion < 0 sur les thyristors GTO).
- blocage par extinction du courant commandé ou commutation naturelle (ex. en AC)
- blocage par inversion forcée du courant commandé à l'aide d'un circuit auxiliaire ou commutation
forcée (ex. : thyristors en DC).
En plus de ça, on a les caractéristiques des certains composants les plus utilisés en électronique de
puissance :
1- Le triac fonctionne en quatre quadrants, mais il autorise seulement la commande à la
fermeture, il est à extinction naturelle.
2- Le thyristor a les mêmes caractéristiques au niveau de la commande, par contre il est
bidirectionnel en tension et unidirectionnel en courant.
2- Le thyristor GTO est bidirectionnel en tension seulement.
Le thyristor GTO (Gate Turn Off) est une évolution du thyristor classique qui a la propriété de
pouvoir être bloqué à l'aide de la gâchette, contrairement aux thyristors classiques. Ses deux
symboles diffèrent un peu du thyristor au niveau de la gâchette :

Il est utilisé pour les commutations des fortes puissances, avec des tensions de 2500V, 4500V et
6000V et des courants de 600A à 6000A environ.
Amorçage Un GTO s'amorce par la gâchette (avec Vgk>0) comme un thyristor. Le courant de
gâchette peut être de quelques ampères. Une fois la conduction amorcée, elle se maintient.
Blocage Le GTO se bloque si le courant d'anode s'annule (comme le thyristor) Le mode de blocage
spécifique du GTO consiste à détourner la quasi-totalité du courant d'anode dans la gâchette. Le
courant "sort" donc de la gâchette.
En pratique, on applique donc une tension négative sur la gâchette (Vgk<0) pour détourner le
courant. L'opération doit avoir une durée minimale pour assurer un blocage fiable et non dangereux
pour le GTO (0.1ms typique). Ceci est une limitation en fréquence. Sur le schéma équivalent à 2
transistors, on comprend que cette opération détourne le courant de base du transistor NPN, ce qui
le bloque. Son courant collecteur n'alimente plus la base du PNP, ainsi, l'ensemble se bloque.
4- Le transistor bipolaire n'est pas bidirectionnel en tension et en courant.
La commutation :
Selon qu'il est bloqué ou passant, on peut alors l'assimiler à un
interrupteur, ouvert ou fermé. Bien entendu, la commande de cet
interrupteur n'est pas "manuelle» : elle se fait par l'intermédiaire de
signaux électriques.
5- Le transistor bipolaire à grille isolée IGBT possède les mêmes caractéristiques que le transistor
bipolaire.

6- Le transistor à effet de champ de puissance MOSFET par sa diode interne est bidirectionnel en
courant, et supporte la commutation de grande vitesse à haut courant.
1. a Temps de commutation
1.b Commutateur idéalisé
Pour un commutateur idéalisé :
- Fréquence de commutation illimitée
- Pertes Joule négligées et rendement h º 100%
- Commutation sur charge inductive