Annexe Cours Commande des Machines ARTI2 Hacheurs

Convertisseurs Statiques associés aux Machines à Courant Continu
Objectif:
Les machines à courant continu sont commandées en vitesse en adaptant leur tension d’alimentation de l’induit.
Cependant, la tension d’un système d’alimentation est constante.
➔Il faut alors insérer entre la source d’alimentation et la machine un convertisseur d’énergie dont le rôle est de fournir
une tension de valeur variable et pilotable en vue d’adapter la tension d’alimentation à celle requise pour la machine.
Nécessité de travailler en commutation
permettant ainsi de gérer l’énergie nécessaire pour réaliser
le point de fonctionnement désiré
par les composants de puissance.
A1

Convertisseurs Statiques associés aux Machines à Courant Continu
Principe:
Le convertisseur statique permet de successivement connecter et déconnecter par commutation contrôlée la charge
à la source.
Si la source d’entrée est une source de tension, la charge est modélisée par une source de courant.
C’est le cas de l’induit de la machine à courant continu qui intègre une inductance.
Choix de la structure de puissance adéquate selon le(s) quadrant(s) de
fonctionnement ciblé(s).
Selon les besoins de fonctionnement, et en terme de vitesse, une machine à courant peut tourner dans un seul sens de
rotation, ou dans les deux sens.
Par ailleurs, et en terme de couple, elle peut fournir uniquement un couple moteur et/ou fournir un couple résistant
pour freiner la charge mécanique.
A2

Adéquation Sources disponibles-convertisseurs nécessaires
Source disponible Convertisseur(s) Exemple
Continu (ex batterie)
DC/DC
Hacheur
Alternatif monophasé
(réseau)
AC/DC
AC/DC/DC
Redresseur monophasé commandé
Redresseur monophasé non commandé + Hacheur
Alternatif triphasé
(réseau)
AC/DC
AC/DC/DC
Redresseur triphasé commandé
Redresseur triphasé non commandé + Hacheur
Convertisseurs Statiques associés aux Machines à Courant Continu
A3

Hacheur série
Convertisseurs Statiques associés aux Machines à Courant Continu
Besoin
Application: Nécessité de la variation de vitesse dans le quadrant QI
➔Non réversibilité en vitesse et en couple
➔Non réversibilité en tension et en courant
➔La machine fonctionne en mode moteur
QI
Structure
Un hacheur série est composé d’une cellule de commutation.
Deux interrupteurs de puissance sont nécessaires pour assurer le transfert d’énergie entre la source d’alimentation et le
moteur :
• un interrupteur pour connecter la source de tension au moteur
• un deuxième interrupteur pour assurer le raccordement du moteur pour la phase de roue libre.
A4
Cem
Ω

Hacheur série
Convertisseurs Statiques associés aux Machines à Courant Continu
Symbole adopté pour la suite du cours
Le symbole suivant sera considéré pour représenter l’induit de la machine.
A5
R
L
E
N.B. La convention adoptée est celle récepteur et elle ne changera pas tout au long du cours.
i(t)
u(t)