CONVERTISSEURS STATIQUES

T.LUSSEAU – Lycée R.DOISNEAU
CONVERTISSEURS STATIQUES
○ Association avec les MCC
Les convertisseurs DC‐DC, appelés communément
associés à des MCC. Ils
hacheurs,, sont en général
g
permettent de moduler une tension continue et ainsi de
faire varier la vitesse d’une MCC à partir d’une source de
tension continue (DC).
○ Forme du courant suivant le modèle de la MCC
Conversion DC‐DC
○ Quadrants
Quadrants de fonctionnements
de fonctionnements
im
VE
DC
L
L
vS uL
VE
DC
im
M
im
I
DC
vS VE
DC
vS I
DC
Hacheur
t
0
Hacheur
LL’induit
induit de la MCC se comporte comme une source de
courant constant.
E
Induit de la MCC ↔ Charge LE :
VE
DC
im
M
vSVE
DC
DC
im
L
L
vS
E
DC
Hacheur
Hacheur source de courant im
L’induit de la MCC se comporte
comme une source de courant
d
dynamique
i
et le
l courant évolue
é l
linéairement.
Immax
Immin
0
α.Td
t
Td
Induit de la MCC ↔ Charge RLE (L/R >> Td):
VE
DC
M
DC
Hacheur
im
im
vSVE
DC
L
L
R
vS
E
DC
Hacheur source de courant dynamique
L’induit de la MCC se comporte
comme une source de courant
dynamique et le courant évolue
linéairement car L/R >> Td.
im
Immax
Immin
0
t
α.Td
Une inductance traversée par un courant périodique a une tension moyenne à ses bornes nulle.
< v s >= E + R. < im >
Si la résistance de l’induit de la MCC est négligée
alors la valeur moyenne de la tension de sortie du
convertisseur est égale à la fém E de la MCC. Les
quadrants de fonctionnement de l’ensemble
«hacheur + MCC »sont alors :
La vitesse de la MCC peut
être contrôlée grâce à la
valeur moyenne de la tension
Ω(<vs>) de sortie du convertisseur et
l
le
couple
l
par la
l
valeur
l
moyenne du courant.
Td
L’inductance de la MCC doit être suffisamment
ggrande p
pour éviter le régime
g
discontinu. Si ce n’est
pas le cas, il faut rajouter une inductance en série.
Il est possible de trouver la valeur de l’inductance
de lissage en étudiant l’ondulation de courant.
Méthode :
i
lla ttension
i aux b
d t
• dét
déterminer
bornes d
de l’i
l’inductance
pour 0 < t < α.Td;
• « primitiver » pour trouver l’expression du courant
dans l’inductance iL(t) entre 0 et αTd ;
• poser iL(αTd) = ILmax puis en déduire l’expression de
l’ d l ti Δi = ILmax – ILmin.
l’ondulation
• montrer que l’ondulation est maximale pour α =
0,5.
• calculer l’inductance permettant de limiter
l’ondulation de courant.
T
Tension de sortie
L
iL
iD
uK
VE
○ Dimensionnement de l’inductance
dynamique
iK
< v s >=< uL > +R. < im > +E
DC
C (<im>)
Structure :
R
Hacheur
Suivant le modèle adapté pour l’induit de la MCC
associée à un convertisseur DC‐DC de période de
découpage Td, la forme du courant d’induit im sera
différente. Il y a trois cas possibles:
Induit de la MCC ↔ Source de courant :
○ Hacheur série
E =< VS >= α.VE
iL
uL
E
D vS
Ondulation de courant
ΔiL =
VE α (1 ‐ α )
L.fd
Cette structure est non réversible en courant et non
réversible en tension. La MCC associée à cette
structure ne peut fonctionner qu
qu’en
en moteur.
moteur
○ Hacheur 2Q
T1
VE
Tension de sortie
E =< VS >= α.VE
D1
D2
T2
vS
Ondulation de courant
L
iL
uL
E
ΔiL =
VE α (1 ‐ α )
L.fd
Cette structure est non réversible en tension mais
réversible en courant (car l’association transistor+diode
est réversible en courant). La MCC associée à cette
structure peut fonctionner en génératrice et en moteur
mais pour un seul sens de rotation.
○ Hacheur 4Q
T1
VE
i
T2
Tension de sortie
vS
D1
D2
E =< VS >= ( 2α ‐ 1) .VE
T3
D3
T4
D4
L
E
Ondulation de courant
ΔiL =
2.VE α (1 ‐ α )
L.fd
Cette structure est réversible en tension et en courant.
La MCC associée à cette structure peut fonctionner
dans les quatre quadrants.