Étude sur la Commande du Hacheur Quatre Quadrants - Mémoire de Master

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Larbi Ben M’hidi, Oum El-Bouaghi
Faculté des Sciences et de la Technologie
Département Sciences & Technologie
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention
du Diplôme de Master
Spécialité : Génie Electrique (GE)
Thème
Etude sur la Commande du
Hacheur Quatre Quadrants
Soutenu le 22 juin 2013
Proposé et Dirigé par : Présenté Par :
Mr Abdesselam Barkat Bougandoura Abdelwahab
Année Universitaire : 2012/2013

Dédicace
Je dédie ce modeste travail
A ma très chère mère ;
A mon très cher père ;
A mes grands parents ;
A mon cher frère ;
A mes chères sœurs ;
A toute ma famille ;
A mes copains « Oussama, Aissa, Mostafa, Farid, Sohil,
Nabil, Nouno, Ishaq, Salah, Mahmoud, Djamel,
Toufik et Bilel » ;
A tous mes amis

Mes remerciements vont premièrement à Allah le tout puissant pour la volonté, la santé et la
patience, qu'il me les a données durant toutes ces années d'études.
Je remercie, en deuxième position le directeur du mémoire Mr Abdesselam BARKAT pour
avoir tout d'abord proposé ce thème, pour le suivi continuel tout le long de la réalisation de
ce mémoire et pour tous ses conseils et remarques qu’il n'en a pas cessé de nous donner.
Je remercie aussi, les enseignants Dr Kamel Barra et Dr Tolba Amrane, pour avoir accepté
de juger ce travail. Je leur exprime toute ma reconnaissance.
J’exprime encore, ma gratitude ainsi que ma reconnaissance à l’ensemble des
enseignants qui ont contribué, de près ou de loin, à notre formation et plus précisément à
ceux du département Sciences et Technologie
Enfin, je remercie tous ceux qui ont contribué, même de loin, à l’élaboration de ce
travail.

Résumé
Les hacheurs réversibles en courant et en tension, appelés aussi hacheurs en pont ou
hacheurs quatre quadrants (4Q) permettent d’entraîner les machines à courant continu (c. c.)
dans les quatre quadrants du plan couple – vitesse, c'est-à-dire les faire tourner dans les deux
sens de rotation et autoriser la récupération d’énergie pendant les phases de freinage (domaine
de la traction électrique à c. c.). Ces cas de fonctionnement sont réalisés selon des commandes
appropriées qui dépendent du choix de la séquence de commutation des interrupteurs.
L’objectif visé par ce travail est l’étude et la simulation de la commande du hacheur 4Q selon
deux possibilités de commande les plus utilisées, la commande continue selon une séquence
de commutation alternée des interrupteurs et la commande séquentielle selon une séquence de
commutation circulaire des interrupteurs. Le principe de ces commandes est basé sur la
technique de la MLI (Modulation de Largeur d’Impulsion) et les résultats de simulation
obtenus ont été élaborés au moyen de Simulink de l’environnement Matlab. Chaque type de
commande présente des avantages et des inconvénients par rapport à l’autre et le choix entre
les deux dépend des performances désirées de l’application.
Mots-Clés
Convertisseur réversible, Hacheur quatre quadrants, commutation alternée, commutation
circulaire, commande MLI (ou PWM), Machine à Courant Continu (MCC).

Sommaire
Sommaire
INTRODUCTION GENERALE .............................................................................................1
CHAPITRE I : Présentation générale des hacheurs réversibles
Ι.1 Introduction ...........................................................................................................................2
Ι.2 Application des hacheurs réversibles ....................................................................................2
Ι.3 Types de Convertisseurs DC-DC non isolés ........................................................................3
Ι.3.1 Hacheurs non réversibles ...................................................................................................3
Ι.3.2 Hacheurs réversibles ..........................................................................................................5
Ι.4 Conclusion ............................................................................................................................7
CHAPITRE II : Fonctionnement du hacheur quatre quadrants
ΙI.1 Introduction .........................................................................................................................8
ΙΙ.2 Fonctionnement deux quadrants ..........................................................................................8
ΙΙ.2.1 Fonctionnement du hacheur réversible en tension............................................................8
ΙΙ.2.2 Fonctionnement du hacheur réversible en courant..........................................................11
ΙΙ.3 Fonctionnement quatre quadrants.......................................................................................15
ΙΙ.3.1 Fonctionnement en modulation +Ue/-Ue ........................................................................16
ΙΙ.3.2 Fonctionnement en modulation + Ue /0/- Ue...................................................................18
ΙΙ.3 Conclusion.........................................................................................................................21
CHAPITRE III : Étude et simulation de la commande du hacheur quatre quadrants
ΙIΙ.1 Introduction ......................................................................................................................22
ΙIΙ.2 Principe de la commande du hacheur quatre quadrants……………………………........22
ΙIΙ.2.1 Commande continue (séquence de commutation alternée)……....................................22
ΙIΙ.2.1.1 Principe et signaux de commande..............................................................................22
ΙIΙ.2.2.2 Simulation du fonctionnement avec une machine à courant continu .........................24
ΙIΙ.2.2 Commande séquentielle (séquence de commutation circulaire)…................................30
ΙIΙ.2.2.1 Principe et signaux de commande...............................................................................30
ΙIΙ.2.2.2 Simulation du fonctionnement avec une machine à courant continu .........................32
III.3 Commentaires...................................................................................................................36
III.4 Conclusion........................................................................................................................37
CONCLUSION GENERALE ................................................................................................39
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE