T. LEQUEU, "Cours d'Electronique de Puissance - 2002/2003", EIT 2ème année, option EAP, notes de cours, décembre 2002.
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Fiche : [DIV384]

Titre : T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 2002/2003, EIT 2ème année, option EAP, notes de cours, décembre 2002.

Cité dans :[99DIV083] Liste des travaux écrits de Thierry LEQUEU, février 2018.
Cité dans : [DIV243]  T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 2001/2002, EIT 2ème année, option EAP, notes de cours, février 2002.
Auteur : Thierry LEQUEU

Info :
- Cours d'Electronique de Puissance
- Ecole d'Ingénieur de Tours
- Cours de 2ième année - Option EAP
- Année scolaire 2002/2003
Date : décembre 2002
Stockage : Thierry LEQUEU

Vers : Chapitre 0 - Généralités
Vers : Chapitre 1 - Onduleurs monophasés et triphasés
Vers : Chapitre 2 - Modulations de Largeurs d'Impulsions et lois de commandes
Vers : Chapitre 3 - Technologie de réalisations
Vers : Chapitre 4 - Modélisations et applications


Chapitre 0 - Généralités

TOP

Chapitre 0 - Généralités 5
0.1 Volume & horaire 5
0.2 Plan du cours 5
0.3 Sujets de TP 2002/2003 5
0.4 Applications dans la vie courante 6
0.4.1 Domestique 6
0.4.2 Industrielle 6
0.5 Alimentation à découpage - Génération de tension continue 6
0.6 Onduleur pour moteur alternatif - Application à la traction électrique 7
0.7 Différents types de conversion d'énergie 8
0.8 Exemple de structure 8
0.9 L'intérêt de la commutation 9
0.9.1 Exemple : les alimentations linéaires 9
0.9.2 Exemple : le gradateur 10
0.9.3 Avantages 10
0.9.4 Inconvénient 10
0.10 Comparaison des deux systèmes existants 11
0.11 Bibliographie 11
  [1] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [2] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [3] : [LIVRE081] R. KALLER, J.-M. ALLENBACH, Volume 2 : Traction électrique, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1995, 432 pages.
  [4] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.

0.12 Quelques ouvrages en Electronique de Puissance 12
Convertisseurs statiques

  [1] :  [PAP035]  [D3150][D3151], Electronique de puissance - Introduction générale, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [2] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [3] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [4] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [5] : [LIVRE020] H. BUHLER, Convertisseurs statiques, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1991.
  [6] : [LIVRE021] H. BUHLER, Volume XV : Electronique de Puissance, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993.
  [7] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
4 familles de convertisseurs
  [1] : [LIVRE026] G. SEGUIER, Volume 1 :  La conversion alternatif-continu, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [2] : [LIVRE023] C. ROMBAUT, G. SEGUIER, Volume 2 : La conversion alternatif-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1991, 363 pages.
  [3] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [4] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
Commande de machines
  [1] : [LIVRE092] R. CHAUPRADE, F. MILSANT, Electronique de Puissance - Tome 2. Commande des moteurs à courant alternatif, Col. : ingénieurs E.E.A., EYROLLES, 1990.
  [2] : [LIVRE027] J.-P. CARON, J.-P. HAUTIER, Modélisation et commande de la machine asynchrone, édition TECHNIP, 1995.
  [3] : [LIVRE029] J.-L. COQUERELLE, Génie Electrique du réseau au convertisseur : apprendre par l'exemple, édition Technip, 1996.
  [4] : [LIVRE028] EDF, GIMELEC, La vitesse variable : l'électronique maîtrise le mouvement, Techno-Nathan, 1992.
Composants semi-conducteurs
  [1] :  [PAP108]  [D3100][D3101], Composants semi-conducteurs de puissance : caractères propres, P. LETURCQ, Techniques de l'Ingénieur, aout 1999.
  [2] :  [PAP063]  [D3120][D3121], Commande des composants actifs, C. GLAIZE, Techniques de l'Ingénieur, mars 1989, 21 pages.
  [3] : [LIVRE015] B.J. BALIGA, Power Semiconductor devices, 1996.
  [4] : [LIVRE041] J. ARNOULD, P. MERLE, Dispositif de l'électronique de puissance volume 1 et 2, édition Hermès.


Chapitre 1 - Onduleurs monophasés et triphasés

TOP

1.1 Généralités 15
1.2 Synthèse de convertisseur pour charge réversible : l'onduleur 15
1.2.1 Caractéristiques de fonctionnement 15
1.2.2 Premier cas : la charge de l'onduleur impose un courant i déphasé en arrière par rapport à la tension. 16
1.2.3 Deuxième cas: la charge de l'onduleur impose un courant ; déphasé en avance par rapport à la tension. 17
1.3 Les alimentations de secours 18
1.3.1 Présentation 18
1.3.2 Les solutions en micro-informatique 18
1.3.3 Gamme de puissance 19
1.4 Caractéristiques de l'onduleur monophasé 20
1.4.1 Amplitude 20
1.4.2 Fréquence 20
1.4.3 Harmoniques 20
1.4.4 Rendement 20
1.4.5 Autonomie - Exemple 20
1.4.6 Installation de l'onduleur 20
1.5 Solutions technologiques 21
1.5.1 L'onduleur monophasé en pont complet 21
1.5.2 Avec une source à point milieux 21
1.5.3 Avec un transformateur à point milieux 22
1.5.4 Convertisseur élévateur + onduleur 22
1.6 Onduleurs triphasés et lois de commandes 24
1.6.1 Introduction 24
1.6.2 Onduleur de tension 24
1.6.3 Onduleur de courant 25
1.6.4 Applications des onduleurs triphasés 26
1.6.5 Réversibilité de l'onduleur 27
1.6.6 Un convertisseur AC à AC direct 27
1.6.7 Le cyclo-convertisseur 28
1.7 Formes d'ondes 29
1.7.1 Commande d'un onduleur en pont avec neutre reliée à la source 29
1.7.2 Commande d'un onduleur en pont sans neutre 30
1.8 Modélisation de la commande 31
1.8.1 Etude des valeurs de la tension simple 31
1.8.2 Expression de la tension de sortie de l'onduleur 31
1.8.3 Remarques 32
1.9 Bibliographie 33

Références bibliographiques concernant les onduleurs monophasés

  [1] : [99DIV114] MERLIN GERIN, Documentation technique de l'onduleur didactique Merlin Gerin SX 125.
  [2] : [SHEET429] S. LINZ, O. HEGGELBACKER, M. WOLF, Design of UPS equipment for long hack-up times, POWER QUALITY JOURNAL, may 2000, pp. 38-40.
  [3] : [99DIV032] T. LEQUEU, Annexe 06 - Décomposition en série de Fourier, cours d'Electronique de Puissance, septembre 2000, 44 pages.
  [4] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
  [6] : [THESE007] T. LEQUEU, Etude du filtrage actif de puissance : application à la réalisation d'un compensateur parallèle, thèse de Doctorat de Génie Electrique, Marseille, le 19 janvier 1996.
  [7] : [LIVRE021] H. BUHLER, Volume XV : Electronique de Puissance, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993.
  [8] : [LIVRE092] R. CHAUPRADE, F. MILSANT, Electronique de Puissance - Tome 2. Commande des moteurs à courant alternatif, Col. : ingénieurs E.E.A., EYROLLES, 1990.
  [9] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
 [10] :  [DATA186] C. DIVOUX, Onduleur autonome, notes de cours, Terminale STI, 22 mai 1998, 5 pages.

Références bibliographiques concernant les onduleurs triphasés

  [1] : [99DIV114] MERLIN GERIN, Documentation technique de l'onduleur didactique Merlin Gerin SX 125.
  [2] : [SHEET429] S. LINZ, O. HEGGELBACKER, M. WOLF, Design of UPS equipment for long hack-up times, POWER QUALITY JOURNAL, may 2000, pp. 38-40.
  [3] : [99DIV032] T. LEQUEU, Annexe 06 - Décomposition en série de Fourier, cours d'Electronique de Puissance, septembre 2000, 44 pages.
  [4] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
  [6] : [THESE007] T. LEQUEU, Etude du filtrage actif de puissance : application à la réalisation d'un compensateur parallèle, thèse de Doctorat de Génie Electrique, Marseille, le 19 janvier 1996.
  [7] : [LIVRE021] H. BUHLER, Volume XV : Electronique de Puissance, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993.
  [8] : [LIVRE092] R. CHAUPRADE, F. MILSANT, Electronique de Puissance - Tome 2. Commande des moteurs à courant alternatif, Col. : ingénieurs E.E.A., EYROLLES, 1990.
  [9] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.

Complément de références concernant les onduleurs

  [1] : [99DIV087] Recherche sur les mots clés ONDULEUR*, août 2008.
  [2] : [REVUE038] La revue 3E.I, N°0, La M.L.I. (Modulation de Largeur d'Impulsion), 1994/1995.
  [3] : [REVUE015] La revue 3E.I, N°4, Influence des C.S. sur les réseaux, décembre 1995.
  [4] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [5] : [LIVRE164] F. BRICHANT, Les onduleurs autonomes, Dunod.
  [6] : [LIVRE020] H. BUHLER, Convertisseurs statiques, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1991.
  [7] : [LIVRE078] H. BUHLER, Volume XVI : Electronique de réglage et de commande, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1990, 356 pages.
  [8] : [99DIV004] J. PERARD, J.-P. FERRIEUX, T.D. D'Electronique de Puissance - Hacheurs - Alimentations à découpage - Onduleurs, IUT1 GEII1, Option EEP, Université Joseph Fourier.
  [9] : [REVUE013] La revue 3E.I, N°2, Association machine asynchrone / convertisseur, mars 1995.
 [10] :  [PAP113]  [D3174], Commutateurs de courant - Fonctionnement avec sources réelles des commutateurs à thyristors, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, septembre 1993, 20 pages.
 [11] : [99ART089] [D3176], Onduleurs de tension, H. FOCH, F. FOREST, T. MEYNARD, Techniques de l'Ingénieur, novembre 1998, 18 pages.
 [12] : [SHEET406] [D3177], Onduleurs de tension - Mise en oeuvre, H. FOCH, F. FOREST, T. MEYNARD, Techniques de l'Ingénieur, août 2000, 20 pages.


Chapitre 2 - Modulations de Largeurs d'Impulsions et lois de commandes

TOP

2.1 Commande en onde carrée 39
2.1.1 Montage étudié 39
2.1.2 Harmoniques de la tension v(t) 39
2.1.2.1 Domaine de définition 39
2.1.2.2 Propriété 39
2.1.2.3 Calcul des coefficients 39
2.1.2.4 Conclusion 40
2.1.3 Spectre de la tension 40
2.1.4 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 40
2.2 Commande décalée 43
2.2.1 Montage étudié 43
2.2.2 Fonctions de modulations 43
2.2.3 Harmoniques de la tension v(t) : l'astuce 43
2.2.4 Variation des harmoniques en fonction de b 44
2.2.5 Avantages 44
2.2.6 Inconvénient 44
2.2.7 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 45
2.3 Calcul des instants de commutations 47
2.3.1 Principe 47
2.3.2 Cas le l'onduleur en pont 47
2.3.3 Construction du signal - Onduleur en pont 48
2.3.4 Propriétés de la tension de sortie 48
2.3.5 Expression des harmoniques - Onduleur en pont 50
2.3.6 Elimination des premiers harmoniques de tension - Onduleur pont 51
2.3.6.1 Formes d'onde - Tension tripolaire 51
2.3.6.2 Expression des harmoniques 51
2.3.6.3 Elimination des harmoniques 51
2.3.7 Cas le l'onduleur en demi-pont 52
2.3.8 Construction du signal - Onduleur en demi-pont 52
2.3.9 Expression des harmoniques - Onduleur en demi-pont 54
2.3.10 Elimination des premiers harmoniques de tension - Onduleur demi-pont 55
2.3.10.1 Formes d'ondes 55
2.3.10.2 Expression des harmoniques 55
2.3.10.3 Elimination des harmoniques 55
2.3.11 Filtrage des harmoniques 56
2.4 La Modulation de Largeur d'Impulsion 58
2.4.1 Principe 58
2.4.2 Application à l'onduleur monophasé 58
2.4.3 Fabrication de la MLI 58
2.4.4 Allure du spectre de la tension 59
2.4.5 Courant dans la charge R-L 59
2.4.6 Filtrage de la tension de sortie par filtre L-C 61
2.4.7 Calculs du spectre des harmoniques 63
2.5 Régulation du courant dans la charge - MLI à fréquence fixe 65
2.5.1 Avantages 65
2.5.2 Inconvénients 65
2.6 Commande à fréquence de décision fixe FH 66
2.6.1 Principe 66
2.6.2 Avantages 66
2.6.3 Inconvénients 66
2.7 Modulation à hystérésis somme 67
2.7.1 Principe 67
2.7.2 Avantages 67
2.7.3 Inconvénients 67
2.8 A temps de conduction fixe 68
2.8.1 Principe 68
2.8.2 Exemple : suivit d'une consigne sinusoidale 68
2.8.3 Inconvenients 68
2.8.4 Avantages 68
2.9 A temps d'ouverture fixe 69
2.9.1 Principe 69
2.9.2 Inconvenients 69
2.9.3 Avantages 69
2.10 Bilan des lois de commandes 69
2.10.1 Amplitude 69
2.10.2 Fréquence 69
2.10.3 Harmoniques 69
2.10.4 Rendement 69
2.10.5 Coût 69
2.11 Bibliographie 70

  [1] : [REVUE038] La revue 3E.I, N°0, La M.L.I. (Modulation de Largeur d'Impulsion), 1994/1995.
  [2] : [REVUE015] La revue 3E.I, N°4, Influence des C.S. sur les réseaux, décembre 1995.
  [3] : [THESE007] T. LEQUEU, Etude du filtrage actif de puissance : application à la réalisation d'un compensateur parallèle, thèse de Doctorat de Génie Electrique, Marseille, le 19 janvier 1996.
  [4] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE037] J.-L. DALMASSO, L'électronique de puissance - commutation, édition DIA Technique Supérieur, 1987.
  [6] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
  [7] : [THESE005] E. SOURNAC, Variateur de vitesse pour machine asynchrone-Commande numérique et stratégie MLI-Optimisation des modulations, Génie Electrique, 8 octobre 1990 , Institut National Polytechnique de Toulouse.


Mise à jour le dimanche 1 avril 2018 à 11 h 35 - E-mail : thierry.lequeu@gmail.com
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