MODULATION D'ÉNERGIE, VARIATION DE VITESSE I/ INTRODUCTION, DÉFINITIONS

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1 Piloage, conrôle e comporemen des sysèmes - n 8 Page 1 MODULAION D'ÉNRGI, VARIAION D VISS I/ INRODUCION, DÉFINIIONS Cerains sysèmes nécessien, en exploiaion, une variaion de puissance. Celle-ci peu êre obenue en uilisan des variaeurs mécaniques, mais le rendemen es souven mauvais c'es pourquoi les soluions adopées son généralemen élecriques. Une des caracérisiques de ces préacionneurs es donc de disposer d'un rendemen maximum ce qui exclu l'uilisaion de srucures de ype poeniomérique : Supposons la srucure ci-conre ayan pour rôle d'abaisser la valeur de U grâce à la résisance R. La viesse de roaion N du moeur formé par r e, dépend de la valeur de (=k.n) Or =U-(r+R)*I à couple consan I es consan (C=k.I) donc la viesse change. Par conre, des peres par effe Joule se développen aux bornes de R (Pj=R.I²) ce qui nui à la performance. Pour obenir une modulaion efficace, on fera oujours appel à des srucures foncionnan en commuaion où les peres par effe Joules son faibles (voir cours sur les ransisors). hyrisor : un hyrisor es un composan élecronique inerdisan le passage de couran de la cahode à l'anode (comme une diode). Pour que le couran puisse circuler de l'anode à la Cahode il fau : que la ension V AK (ension Anode Cahode) soi posiive qu'un couran de commande de la gâchee (vers la cahode) soi apparu lorsque V AK es posiif On di alors que le hyrisor es amorcé. Lorsque V AK passe par 0 e devien négaif ou lorsque le couran dans l'anode s'annule, le hyrisor se bloque. riac : le riac es équivalen à deux hyrisors êe-bêche. Le couran qui le raverse peu donc êre bidirecionnel e pour s'amorcer il fau que le couran de gâchee soi du signe de la ension U A1A2. Modulaion d'énergie

2 Piloage, conrôle e comporemen des sysèmes - n 8 Page 2 II/ MODULAION SUR NSION CONINU : MLI Le principe courammen uilisé es celui de la modulaion de largeur d'impulsion (MLI) ou PWM en anglais (Pulse Widh Modulaion). Un inerrupeur commandé -un ransisor le plus souven- inerromp e éabli la ension d'alimenaion de la charge à fréquence élevée. Ainsi sa valeur moyenne (mais bien sûr aussi sa valeur efficace) s'en rouve modifiée. La valeur moyenne devien donc : moy =x/ soi moy =xτ où τ es le rappor cyclique Dans le cas d'une ension symérique : moy =2xx/ - Variaeur de viesse n alimenan un moeur à couran coninu, on obien une variaion de viesse: N=/k' e U=+RxI or à couple consan I es consan (C=kxI) donc dépend de U. N varie proporionnellemen à U. Modulaion d'énergie

3 Piloage, conrôle e comporemen des sysèmes - n 8 Page 3 III/ MODULAION SUR NSION ALRNAIV III.1/ Pour une charge à couran coninu La source de ension éan une source alernaive, on uilise souven des hyrisors qui assuren à la fois le redressemen e la modulaion. n foncion de l'angle α (une période = 360 ) de déclenchemen, la valeur de la valeur moyenne sera plus ou moins imporane. Pour obenir une ension coninue lissée, il es quelques fois nécessaire de filrer avec des condensaeurs ou inducances. Remarque 1 : en uilisan un pon de Graez à deux hyrisors, on obien un redressemen double alernance. Remarque 2 : ce principe es uilisé pour commander des moeurs à couran coninu de fore puissance. III.2/ Pour une charge à couran alernaif sans variaion de fréquence Uilisée pour des disposiifs inégran des moeurs universels (moeur coninu à enroulemens en série) ou des disposiifs els que des équipemens de chauffage. Selon l'angle de déclenchemen, la valeur efficace sera plus ou moins imporane. Remarque 1 : Pour un moeur de ype universel, cee variaion de ension se radui par une variaion de couple e de viesse. Remarque 2 : Pour un moeur asynchrone ou synchrone, cee modulaion ne provoque qu'une variaion de couple. III.3/ Pour une charge à couran alernaif avec variaion de fréquence Uile pour modifier la viesse de roaion d'un moeur synchrone ou asynchrone. Cee modulaion repose sur l'uilisaion d'une MLI. Si la ension es iniialemen alernaive, on la ransforme en ension coninue. A parir de la ension coninue, on réalise une modulaion de largeur d'impulsion elle que la valeur moyenne forme une sinusoïde don on peu changer la fréquence. Modulaion d'énergie

4 Piloage, conrôle e comporemen des sysèmes - n 8 Page 4 On el raiemen suppose des srucures de raiemen programmé disposan de emps de réponses imporans. L'uilisaion de MLI génère des harmoniques de fréquences imporanes (ordres 3 e 5), un filrage adéqua es donc nécessaire. Cee méhode perme aujourd'hui de commander des moeurs de 400W à 1,5MW. Modulaion d'énergie

5 Piloage, conrôle e comporemen des sysèmes - n 8 ransparen Page 5 Modulaion d'énergie

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