LA MODULATION D ENERGIE

Transcription

1 entée du modulateu CONTIN ALTERNATIF Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE I - INTRODCTION : L'énegie électique utilisée dans l'industie et chez les paticulies povient pincipalement du éseau tiphasé (excepté les piles, les batteies ). O les dispositifs utilisant cette énegie ne fonctionnement que tès aement sous fomes d'ondes sinusoïdales à 50 Hz (pense pa exemple à un PC alimenté pa le secteu 50Hz et dans lequel on doit alimente difféentes cates électoniques l'énegie initiale à focément été considéablement tansfomée pou ête utilisable pa le système). Dans le cas de l'utilisation d une batteie, il peut ête intéessant de contôle le niveau de tension en sotie (pou contôle la vitesse d'un moteu pa exemple) et on aua là encoe besoin d'un dispositif, ente souce et chage, pemettant d'effectue cette opéation. Les convetisseus statiques doivent donc pemette de tansfome le specte du signal (amplitudes, féquences, phases). Cette tansfomation est, à l'heue actuelle, effectuée pa des systèmes complexes, éalisés à pati de composants électoniques utilisés comme inteupteus. La modulation de l énegie consiste à modifie les difféentes gandeus caactéistiques de l énegie : tension, intensité, féquence du éseau ou féquence des souces de couant. Selon la natue du couant altenatif ou continu, à l entée ou à la sotie des modulateus d énegie, on distingue quate types de dispositifs. ALTERNATIF sotie du modulateu CONTIN GRADATER REDRESSER Secteu Féquence f Chages en altenatif f Secteu Chages en continu ONDLER HACHER Généateu continu Chages en altenatif Généateu continu Chages en continu

2 Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE II - LA MODLATION PAR COPLAGE DES RESISTANCES : II.1 Le couplage séie / paallèle : 2 2 ² P1 2 P2 2 4P1 4 2 II.2 Le couplage étoile / tiangle : '= 3 '² ² ² P1 3 P2 3 3P1 II.3 Conclusion : La modulation pa couplage des ésistances n offe que peu de couplages tilisé dans les appaeils à plaques chauffantes III - LA MODLATION PAR GRADATERS : Le gadateu est un appaeil qui pemet, a pati d une souce altenative, de conveti une tension sinusoïdale de valeu efficace constante en une tension altenative de même féquence mais de valeu efficace vaiable Les gadateus pemettent les églages de l éclaiage, du chauffage et le démaage des moteus à couant altenatif

3 Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE III.1 Pincipe de fonctionnement : Le pincipe des gadateus est basé su la conduction ou non de thyistos. n thyisto est une diode commandée pa une gachette en plus de l anode et de la cathode. Pou qu il soit passant il lui faut une tension Vak positive ET un couant de gachette Cathode Gachette Anode Vak III.2 Les gadateus à angle de phase : ne chage est placée en séie avec deux thyistos montés tête bêche (ou en paallèle) ( = 1 tiac). e s chage électique ex : le fou L altenance positive passe pa le 1 e thyisto Th1 dés qu il est débloqué pa l action d impulsions dans sa gâchette (voi cous su les thyistos). Le etad dépend de l angle d amoçage ou etad α. Pendant ce temps, Th2 est bloqué. L altenance négative passe pa le 2 ème thyisto Th2 dés qu il est débloqué. Pendant ce temps, Th1 est bloqué. Les 2 commandes de gâchette doivent ête sépaées ca les cathodes des thyistos sont à des potentiels de tension difféents. On utilise une cate de commande spéciale pou l amoçage des thyistos : cette cate donne une tension positive GK sous fome d impulsions pa thyisto.

4 Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE La tension efficace aux bones de la chage dépend de la tension du éseau ( péiode 20 ms) et de l angle d amoçage α : La puissance absobée et dissipée pa la ésistance du fou est : III.3 Les gadateus à tains d ondes : Le gadateu à tain d ondes utilise le même cicuit puissance que le gadateu à angle de phase, seul le cicuit commande des thyistos diffèe. Il est péféé ca il génèe moins de petubations su le éseau (hamoniques ou paasites). Pincipe : On laisse passe une séie d altenance dans la chage et on coupe le couant quand la tension passe pa 0 et on la établie à la fin d une péiode fixée ( souvent 2,5 s). tc = péiode de conduction Tc = péiode de commande La puissance moyenne eçue pa la chage dépend du appot cyclique α tel que :

5 Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE α sea elevé à l oscilloscope su la coube = f(t). III.3 Les gadateus pou l éclaiagisme : Les gadateus ou vaiateus de lumièe sont difféents suivant les souces d éclaiages commandées : lampes à incandescence ou halogènes 230V lampes halogènes 12/24V tubes fluoescents Les gadateus pou l éclaiage à incandescence (R pu) utilisent un potentiomète pou le églage de la luminosité. III.4 Les gadateus pou l életothemie : On utilise de péféence des gadateus à tains d onde pou évite la généation de couants hamoniques (paasites su le éseau). Pincipe du fou industiel :

6 Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE n fou ou étuve est une enceinte isolée themiquement de l extéieu. Le tansfet des caloies se fait pa convection natuelle ou focée et pa ayonnement dans la plupat des cas. Il existe des fous discontinus : le poduit à chauffe est placé à l intéieu du fou et y este jusqu'à la fin. (fou à chambe, à ceuset, à sol mobile, à cloche, à élévateu, fou puits. Des fous discontinus : le poduit se déplace à une vitesse qui lui pemet d atteinde la tempéatue souhaitée. (fou à tanspoteu monoail, fou tiant ou fou à ouleaux). Rappels d electo : Enegie en joule à appote pou chauffe un cops : W = m. c. ( θ2 θ1 ) W = énegie en joules (J) m = masse du cops à chauffe en kilo (Kg) θ1 = tempéatue initiale en C θ2 = tempéatue finale en C c = capacité themique massique du matéiau en J / Kg. C ex : acie c = 0,435 eau c = 4,186 puissance à installe : t = temps en s T = temps en heues III.5 Les gadateus pou le démaage des moteus : On emplace le démaage diect d un moteu asynchone tiphasé pa un démaeu pogessif (ex LH4) éalisé au moyen d un gadateu qui assue une montée pogessive de la tension. Pincipe de fonctionnement :

7 Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE La tension du éseau d alimentation est appliquée pogessivement au stato du moteu. La vaiation de la tension statoique est obtenue pa la vaiation continue de l angle(α) de etad à l amoçage des thyistos du modulateu d énegie. La consigne de démaage pemet de égle le temps de la phase de démaage. A la fin du démaage, le stato du moteu est sous tension nominale, les thyistos sont alos en pleine conduction. La ampe de décéléation pemet de diminue la tension de la valeu nominale à 0. Le feinage se fait pa injection de couant continu dans le stato apès avoi coupé l alimentation. Schéma électique :

8 Enseignement Tansvesal Commun Fiche de cous LA MODLATION D ENERGIE Q /L1 3/L2 5/L3 Q Q1 Q2 2/T1 4/T2 6/T3 1/L1 3/L2 5/L3 1 KM1 S1 2/T1 4/T2 6/T3 2/T1 4/T2 6/T3 LH4-N S KM1 14 2/T1 4/T2 6/T3 A1 V W KM1 M 3 ~ M1 A2