Hacheurs, conversions de puissance

Transcription

1 Hacheurs, conversions de puissance

2 Plan I. Introduction II.Symbôle III.Principes de base IV.Technologie V.Classification des dipôles VI.Association des dipôles VII.Hacheur série

3 Introduction Le problème de la variation de vitesse d'un moteur à courant continu se rencontre dès que l'on ne se satisfait plus d'une vitesse constante. La Palice. On peut décider de chauffer les petits oiseaux avec l'énergie qui n'est pas nécessaire, mais cela pose un problème de rendement. On peut décider de ne pas alimenter le moteur tout le temps, de hacher l'alimentation, pour cela on conçoit des dispositifs appelés hacheurs.

4 Retour sur le chauffage d une maison La température est une grandeur continue On comprend qu elle ne peut varier instantanément. Traçons la température d une maison en fonction du chois de régulation de la chaudière.

5 Symbole Le hacheurs est un convertisseur continu, continu, il est inséré entre une source de tension continue, 3kV, 1,5kV continu traction trains, 750V métro,et un récepteur continu, la machine à courant continu (MCC). Le symbole résume ces propriétés, les flèches représentent le sens de parcours de l'énergie, un fonctionnement réversible est possible. On parle alors de récupération, lors du freinage d'une rame par exemple. Alimentation Moteur CC

6 Un peu d histoire Premier convertisseurs Premiers convertisseurs statiques : pour les auxiliaires. Premiers convertisseurs de tractions. Autres convertisseurs.

7 Principes de bases de l'étude On doit réaliser l'étude de manière progressive. Pour comprendre le fonctionnement général, on est amené à faire des hypothèses simplificatrices, faire des choix Ensuite on prend en compte plus finement les caractéristiques des dipôles (résistances), on étudie les régimes transitoires, etc Le vrai technicien sait aller à l'essentiel en premier, et s'occupe des détails ensuite, on va du général au particulier.

8 Technologie brève des hacheurs Le dispositif de commande n'est pas développé ici, il est du ressort de l'électronique. Des oscillateurs couplés à des transistors de puissance permettent de réaliser une commutation c'est à dire des ouvertures et des fermetures de différents circuits. Les éléments du circuits jouent le rôle d'interrupteurs commandés.

9 Classification des dipôles On peut classer les dipôles suivant le comportement des grandeurs tension à leurs bornes et intensité qui les traverse. On appelle dipôles de tension des dipôles pour lesquels la tension mesurée aux bornes est continue, (comportement de type condensateur). On appelle dipôles de courant des dipôles pour lesquels l'intensité qui traverse est continue, (comportement de type bobine).

10 Classification des dipôles

11 Classification des dipôles Dans quelle catégorie ranger les dipôles suivants? : Le condensateur, la bobine L'alimentation continue de tension idéale, Le générateur idéal de courant Le moteur électrique La batterie d'accumulateurs, la pile, Le fil parfait r=0 Le trou g=0

12 Association deux à deux des dipôles suivant leur classe Il est interdit : De brancher un fil au bornes d'un dipôle de tension : court-circuit. De manière générale il est interdit de brancher ensemble deux dipôles de tensions différentes.

13 Association deux à deux des dipôles suivant leur classe Il est interdit : D'ouvrir le circuit d'un dipôle de courant, étincelles, arc électrique. De manière générale il est interdit de brancher ensemble deux dipôles de courant.

14 Association favorable Il est souhaitable donc d'associer un générateur de tension à un moteur hacheur

15 Hacheur série Le hacheur série est constitué de deux interrupteurs, K1 et K2 en notation logique on peut écrire K 1 = K 2 K1 K2 hacheur

16 K1 fermé, alimentation. Phase d'alimentation, le récepteur est relié au réseau. K = K = K K2 hacheur

17 Roue libre Phase de roue libre, le moteur utilise l 'énergie emmagasinée pendant la phase précédente. K 1 = K 2 K1 K2 hacheur

18 K2=diode L'interrupteur K2 est techniquement une diode rapide, de faible seuil, elle est dite de roue libre car elle conduit quand K1 est ouvert, quand le MCC est déconnecté de l'alimentation K1 K2 Générateur continu hacheur Moteur à courant continu

19 Observation des chronogrammes Le moteur est équivalent à une association en série des dipôles suivants : Un générateur de tension de fcém e Une bobine parfaite d'inductance L, souvent on rajoute une bobine en plus en série Une résistance R faible, bon cuivre, qui sera négligée au début Moteur à courant continu R,L e

20 Chronogrammes : l inductance de la charge varie.