4.3 Moteur à collecteur: commande à hacheur

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1 4.3 Mour à collcur: command à acur Sur un carg induciv, on pu appliqur un nsion pulsé u d par un commuaur CS. La nsion moynn u b aux borns d la carg corrspond au produi du rappor cycliqu par la nsion d'alimnaion. Un diod D r di "d rou libr" garani l'écoulmn du couran inducif lorsqu l commuaur s ouvr. Un filr d'nré LC s dimnsionné d'après la fréqunc du acur pour limir ls ondulaions du couran dans l résau d'alimnaion. CS D r u d u b L m R m Fig Princip du acur. u d, u b Fig 4.78 nsions insanané u d moynn u b à la sori du acur. u u b = lc (4.43) L mour à collcur pu êr alimné dpuis un lign d conac à nsion coninu à ravrs un acur. L poin d foncionnmn du mour s ajusé par son rappor cycliqu, sans disconinuié dans la variaion. L commuaur s un conacur saiqu: un monag à yrisors, un GO ou un IGB au gré d l'évoluion d la cnologi nr , avc ds fréquncs évoluan nr 400 Hz 2 khz. On présn ici un scéma récn. L invrsion du flux d puissanc s obnu par cangmn du sns du couran d indui. Ls prmièrs réalisaions uilisain l mêm acur n racion n frinag: la opologi du circui éai modifié par ds conacurs élcromécaniqus manipulés à couran nul. u b u Fig Mour à collcur acur: racion. Fig Mour à collcur acur: frinag à récupéraion à xciaion séri. Fig. 4.88A Mour à collcur acur: frinag réosaiqu à xciaion séri. Jan-Marc Allnbac

2 La résisanc prm d dérivr nviron 2 % du couran d'indui moyn, mais la quasi oalié d la composan pulsan, c cmin n connan pas d'inducanc: on limi ainsi la pulsaion sur l coupl mour. L frinag à récupéraion s assuré par l conacur la diod d récupéraion D f. Si l résau n's pas ap à récupérr la oalié d la puissanc d frinag, l surplus s dérui dans la résisanc fix à ravrs l yrisor : on parl volonirs d frin combiné. En frinag réosaiqu pur (caracérisiqu 4.90A), l conacur principal s ouvr l conacur puls sur l réosa pour réglr sa valur omiqu équivaln, un conacur élcromécaniqu rmplac alors souvn. Fig Mour à collcur acur: caracérisiqus n racion. Fig Mour à collcur acur: caracérisiqus n frinag à récupéraion à xciaion séri. Fig. 4.90A Mour à collcur acur: caracérisiqus n frinag réosaiqu à xciaion séri. Jan-Marc Allnbac

3 L invrsion du flux d puissanc pu aussi êr obnu par invrsion du sns d la nsion aux borns. Dans c cas, l mêm acur foncionn n racion n frinag : l conacur CF s ouvr n mod frinag (Smaly : Mro A, Üsra : 6000, SZU : B 4/4). La aussi, l yrisor n condui qu la par d l énrgi qui n pu pas êr récupéré. CS Dr ub u CF Fig. 4.87A Fig. 4.87B Fig. 4.88A Mour à collcur acur: racion. Mour à collcur acur: frinag à récupéraion à xciaion séri. Mour à collcur acur: frinag réosaiqu à xciaion séri. Ls caracérisiqus son ls mêms (fig. 4.79, A). Dans crains applicaions, on a rcours à l'xciaion séparé par un acur spécifiqu CS. Si c drnir s piloé n racion pour qu l couran d'xciaion suiv l couran d'indui jusqu'à plin ouvrur du acur principal, on parl d mour à imag séri. Lorsqu s à plin ouvrur, on pu diminur l couran d'xciaion pour affaiblir l camp, c qui élargi l domain d foncionnmn du mour (MOB: GD 4/4). En frinag combiné, l yrisor n's piloé qu pour éliminr la par d'énrgi d frinag qui n pu pas êr récupéré par l résau. En frinag réosaiqu pur, l acur s inacif (ou absn), s ouvr un conacur élcromécaniqu rmplac souvn. u b CS D u Fig Mour à collcur acur: racion à xciaion séparé. Fig. 4.86A Mour à collcur acur: frinag à récupéraion à xciaion séparé. Fig. 4.88C Mour à collcur acur: frinag réosaiqu à xciaion séparé. Jan-Marc Allnbac

4 = max Fig Mour à collcur acur: caracérisiqus n racion à xciaion séparé : «imag séri». On rouv aussi ds commands qui imposn un couran consan pour ou la plag d réglag du rappor cycliqu du acur principal. L couran d xciaion imposé pu êr plus faibl pour élargir la plag d foncionnmn (SJ : Rc4) I I = max Fig. 4.97A Caracérisiqus pour un mour à collcur alimné par acur, avc xciaion séparé consan. Fig. 4.90C Mour à collcur acur: caracérisiqus n frinag réosaiqu à xciaion séparé. En frin à récupéraion, la caracérisiqu s cll d la figur Jan-Marc Allnbac

5 En xciaion séri, on pu aussi praiqur l'affaiblissmn du camp à l'aid d'un yrisor s d'un diod D s (SNCF: BB 7200). L yrisor s s nclncé pndan l mps d conducion du acur principal, n dévian l couran d indui ors du circui d xciaion. Au blocag d, s s éin naurllmn. u b u D s s Fig Mour à collcur acur: racion avc affaiblissmn du camp. La caracérisiqu s cll d la figur Conrairmn à la command réosaiqu, la command à acur n dissip pas d l'énrgi dans un résisanc, l rndmn d la caîn d racion n démarrag s donc bin millur. Il n fau cpndan pas négligr ls prs par commuaion conducion dans ls smi-conducurs. Ls acurs ls plus récns on un rndmn voisin d 98 % sur ou lur plag d foncionnmn, y compris à plin ouvrur. L rndmn ds prmirs acurs ( ) n'aignai pas 95 %. On sai qu un mour élcriqu dimnsionné pour un crain puissanc nominal pu fournir pndan un mps cour un puissanc supériur. C possibilié s largmn uilisé pour ls ngins d racion à mours dircs ou à command à réosa. Ls joncions ds smi-conducurs on ds consans d mps rmiqus rès cours un surcarg momnané qulqus fracions d milliscond déjà aboui rès vi à un élévaion d mpéraur xagéré avc dsrucion du composan. L dimnsionnmn du acur dvra donc corrspondr à la puissanc maximal du véicul mour, non à sa puissanc nominal comm ls mours d racion. En frinag réosaiqu, on a aussi praiqué l xciaion sun : l énrgi d xciaion s prélvé à l nclncmn sur la bari, puis n déviaion du réosa (CSD : 363). u b CS D u Fig Mour à collcur acur: racion à xciaion séparé. Fig. 4.88B Mour à collcur acur: frinag réosaiqu à xciaion sun. Jan-Marc Allnbac

6 La caracérisiqu s la mêm qu n xciaion séparé (fig. 4.90C). On a aussi praiqué l monag à affaiblissmn auomaiqu du camp. Cla simplifi la command par rappor à l affaiblissmn commandé : sul l acur principal doi êr commandé. L xciaion s assuré par l couran d indui pndan l mps d blocag du acur principal, si c mps s rès cour, cla n s pas suffisan pour garanir un xciaion complè l monag pass progrssivmn à camp affaibli. ub u D s Fig Mour à collcur acur: racion avc affaiblissmn auomaiqu du camp. La caracérisiqu s smblabl à la figur 4.97, mais la fronièr nr plin camp camp affaibls rès flou (NSCM : B 4/4). Ici, la limi d plin ouvrur corrspond à la courb nvlopp d la caracérisiqu. = max Fig. 4.97C camp. Mour à collcur acur: caracérisiqus n racion à affaiblissmn auomaiqu du Jan-Marc Allnbac