Généralités. UPS line - In. Variation de la vitesse des moteurs AC

Transcription

1 Les Onduleurs Autonomes 1

2 Généralités Définitioniti UPS O li Onduleur = Convertisseur DC/AC Onduleur de Tension Onduleur de Courant Utilisations 2 types de Système UPS On-line Les ASI (UPS) Variation de vitesse des moteurs AC UPS Off-line Technologie des UPS On-line Off-line In-line (line interactive) 2

3 Généralités UPS line - In Variation de la vitesse des moteurs AC 3

4 Principales Structures d Onduleur Onduleur monophasé en pont Onduleur monophasé en ½ pont Onduleur monophasé en ½ pont Onduleur monophasé avec transformateur à point milieu 4

5 Principales Structures d Onduleur Onduleur triphasé Semi-conducteurs utilisables En fonction : Des puissances De la fréquence De la charge Du type de commande (pleine onde, MLI) En faible et moyenne puissance: BJT, MOSFET, et IGBT Forte puissance: GTO, Thyristors avec circuit d extinction 5

6 Étude de l onduleur monophasé en ½ pont Circuit de puissance Commande pleine onde tonomes duleurs Aut Ond

7 Étude de l onduleur monophasé en ½ pont Developpement en serie de Fourrier Soit x(t) périodique de période T=1/f X(t) ()peut être décomposée en somme comprenant : Un terme constant (la valeur moyenne) Un terme sinusoïdal de fréquence f (le fondamental) Une suite limitée ou non de termes sinusoïdaux de fréquence multiple entier de f (les harmoniques). x(t) = X X sin ( ω t ϕ ) X sin ( 2 ωt ϕ ) X sin ( 3 ωt ϕ ) = 0 1m 1 2m 2 3m 3 3 X pm sin (pωp ϕ ) p p: le rang de l harmonique ; X pm : l amplitude ; ϕ p : Le déphasage à l échelle de sa pulsation propre p pω. 7

8 Étude de l onduleur monophasé en ½ pont Développement en série de Fourrier Pour faciliter les calculs x(t) = XO A1sin( ωt) B1cos( ωt) A2sin(2ωt) B2cos(2ωt) A sin(p ω t) B cos(p ω t)... X pm p p B 2 2 p = Ap Bp tg ψ p = Ap 1 X O = x( t) dt T T 2 A p = x( t)sin( pωt) dt T T 2 B p = x ( t )cos( p ω t ) dt T T 8

9 Étude de l onduleur monophasé en ½ pont u Spectre de la tension Taux de distorsion i de sortie harmonique ( 5 t ) = A 1 sin ω t A 3 sin 3 ω t A sin 5 ω t... τ = 2 2 V V1 V 1 Remarques: Tension riche en harmoniques de rang faible Filtrage difficile V: valeur efficace de la tension ondulée V 1 : valeur efficace du fondamental. 9

10 Onduleur monophasé en pont complet sur charge inductive Circuit de puissance (K1, K3) OFF et (K2, K4) ON u= - E vk1= vk3=e, ik1= ik3=0 vk2= vk4=0, ik2= ik4=-i i Commande pleine onde (K1, K3) et (K2, K4) fonctionnent de manière complémentaire 0 t T 2 K1 K3 ON, K2 K4 OFF u=e vk1= vk3=0, ik1= ik3=i vk2= vk4=e, ik2= ik4=0 K1K3 K2K4 K1K3 10

11 Onduleur monophasé en pont complet sur charge inductive Commande décalée Remarque l harmonique 3 est supprimée Onduleur en commande MLI Spectre pour d=60 MLI: Modulation de largeur d Impulsion PWM (en anglais) MLI Sinus-Triangle MLI Calculée MLI vectorielle (en triphasé) Intérêt de la MLI: Repousser les harmoniques vers les HF Facilite le filtrage 11

12 Onduleur en commande MLI MLI Sinus-triangle 2 signaux: La référence Vref (, f variable) 2U R Signal triangulaire de fréquence ' f ff f La porteuse Comparaison commande Commande bipolaire Commande unipolaire 12

13 Onduleur en commande MLI Le rapport de modulation μ = f f ' T = ' T Le rapport de réglage ρ = U 2 R U M Onduleur Triphasé Commande pleine onde 13

14 Onduleur en commande MLI Commande MLI (triphasé) 14 Onduleurs Autonomes COMPAORE Innocent

15 Application des Onduleurs Configuration classique d une installation avec onduleur tonomes duleurs Aut Ond

16 Application des Onduleurs Schéma fonctionnel d un onduleur industriel (variateur de vitesse) tonomes duleurs Aut Ond

17 Application des Onduleurs Conversion de l énergie solaire 17 Onduleurs Autonomes COMPAORE Innocent