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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
Électronique de puissance - Mécatronique4. Interfaces de puissance
Valentin GiesISEN
Valentin Gies Électronique de puissance - Mécatronique
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
Plan du cours
1 Introduction
2 Conversion en tension/courant continuSourcesFiltrage
3 Conversion continu ⇒ PWMStructure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
Interfaces de puissance
Les interfaces de puissance ou comment piloter un moteur(30A) à l’aide d’un DSP (50mA) ?
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
Principe d’une interface de puissance
Une conversion en 2 étapes :Conversion en courant ou tension continu :
Continue : Batterie, convertisseur DC/DC... + FiltreRedressée : Pont Redresseur + Filtre
Conversion continu ⇒ PWMHacheur : tension/courant continu réglableOnduleur : tension/courant périodique
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
SourcesFiltrage
Conversion en courant ou tension continue : sources
Sources continues : BatteriesSource de tension ⇒ Attention à limiter le courant par desprotections (fusible...)
Sources redressées : Pont redresseursRedressement non commandé
Inconvénients : pas de réglage du niveau de tension
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
SourcesFiltrage
Conversion en courant ou tension continue : sources
Sources redressées (suite) : Pont redresseursRedressement commandé :
Atout : tension moyenne réglable en sortieInconvénients : besoin d’une commande pour piloter lesinterrupteurs (impulsions ou PWM).
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
SourcesFiltrage
Conversion en courant ou tension continue : filtrage
Source de tension continue :Redressement non commandé sur charge RC
Condensateur : impose une tension continue en sortie
Résistance : règle la valeur du courant moyen (puissanceactive)
Inconvénients : Pics de courant - limité aux faibles puissances(Radio-réveil, PC...).
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
SourcesFiltrage
Conversion en courant ou tension continue : Filtrage
Source de courant continu :Redressement non commandé sur charge RL
Bobine : lisse le courant en sortie
Résistance : règle la valeur du courant moyen (puissanceactive)
Utilisation : Alimentation de puissance pour onduleurs
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Pourquoi piloter une machine à l’aide de PWM ?
On souhaite :
Régler la valeur de la tension moyenne (hacheur depilotage de MCC par exemple)
Générer une tension/ un courant périodique (onduleur depilotage de machine synchrone ou asynchrone)
Pb : Il n’existe pas d’amplificateur analogique de puissancesuffisante pour alimenter les machines avec une tension / uncourant variable continûment⇒ on règle la tension moyenne en commutant entre +E et −Eavec un rapport cyclique variable (PWM).
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Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Structure électronique : Pont en H
Principe de fonctionnement :
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IntroductionConversion en tension/courant continu
Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Structure électronique : Pont en H
Tension aux bornes de la charge : +E et +E enalternance ⇒ tension moyenne réglable ∈ [−E ; +E ].
Courant dans la charge lissé par la bobine (au besoin onrajoute les inductances de lissage) :
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Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Structure électronique : Pont en H
Propriétés :Réversibilité en tension :
< Ucharge > ∈ [−E ; +E ]
Réversibilité en courant :
< I > ∈ [−Imax ; +Imax ]
⇒ Fonctionnement 4 quadrants :
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Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Pilotage d’un pont en H
Commande PWM (Pulse Width Modulation) intersective :
Commande en boucle ouverte : pas d’observation ducourant.
Fréquence fixe : facilite l’élimination des harmoniques
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Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Pilotage d’un pont en H
Commande en fourchette :
Commande en boucle fermée : on compare la consigne aucourant réel.
Fréquence variable.
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Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Onduleur Triphasé
Onduleur triphasé :
Extension du pont en H à trois branches.
Consignes d’entrée sinusoïdales : pilotage des MAS, MS...
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Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Onduleur Triphasé
Onduleur triphasé :
La tension moyenne en sortie varie sinusoïdalement àfréquence réglable (f � fhachage)
Fréquence de hachage : fhachage ' 20kHz
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Conversion continu ⇒ PWM
Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Hacheur 4 quadrants
Hacheur 4 quadrants :
Pont en H : Permet de régler la tension moyenne
Utilisé pour le pilotage des MCC
Rq : Il existe d’autres hacheurs (1 et 2 quadrants) plus simples et non
développés ici.
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Structure électronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur
Hacheur 4 quadrants
Hacheur 4 quadrants :
Exemple de pont en H intégré : LM 18200 (NationalSemiconductor)
Capteur de mesure de courant intégré
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Questions ?
Questions
Contact : [email protected]
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