T. LEQUEU, "Cours d'Electronique de Puissance - 2001/2002", EIT 2ème année, option EAP, notes de cours, février 2002.
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Fiche : [DIV243]

Titre : T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 2001/2002, EIT 2ème année, option EAP, notes de cours, février 2002.

Cité dans :[99DIV083] Liste des travaux écrits de Thierry LEQUEU, novembre 2019.
Cité dans : [DATA171] T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 2000/2001, EIT 2ème année, option EAP, notes de cours, septembre 2000.
Cité dans : [DIV252]  A. SCHELLMANNS, T. LEQUEU, Travaux Pratiques d'Electronique de Puissance - 2001/2002, EIT 2ème année, option EAP, avril 2002.
Auteur : Thierry LEQUEU

Info :
- Cours d'Electronique de Puissance
- Ecole d'Ingénieur de Tours
- Cours de 2ième année - Option EAP
- Année scolaire 2001/2002
Date : Février 2002
Stockage : Thierry LEQUEU

Vers : Chapitre 0 - Généralités
Vers : Chapitre 1 - Les sources en EDP
Vers : Chapitre 2 - Les interrupteurs
Vers : Chapitre 3 - La fonction hacheur
Vers : Chapitre 4 - Structures des convertisseurs
Vers : Chapitre 5 - Onduleurs monophasés et MLI
Vers : Chapitre 6 - Convertisseurs triphasés et commandes
Vers : Chapitre 7 - Les alimentations à découpage

Chapitre 0 - Généralités

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Chapitre 0 - Généralités 5
0.1 Volume & horaire 5
0.2 Questionnaire 5
0.3 Plan du cours 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
0.12.1 Convertisseurs statiques 12
  [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.
0.12.2 4 familles de convertisseurs 12
  [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.
0.12.3 Commande de machines 12
  [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.
0.12.4 Composants semi-conducteurs 12
  [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 - Les sources en EDP

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1.1 Présentation 15
1.2 Définitions en régime statique 15
1.2.1 Générateur de courant continu 15
1.2.1.1 Source de tension 15
1.2.1.2 Source de courant 16
1.2.2 Générateur de courant alternatif 16
1.2.2.1 Source de tension 17
1.2.2.2 Source de courant 17
1.3 Caractérisation des sources en régime dynamique 18
1.3.1 Définitions 18
1.3.2 Exemples 18
1.3.2.1 Le condensateur 18
1.3.2.2 L'inductance 18
1.3.2.3 La batterie d'accumulateur 19
1.3.2.4 La génératrice à courant continu 19
1.3.2.5 La machine synchrone fonctionnant en alternateur 19
1.3.2.6 En électronique de puissance 19
1.3.3 Confirmation ou changement de la nature de la source 22
1.4 Réversibilité des sources d'entrée et de sortie 23
1.4.1 Définitions 23
1.4.2 Exemples de réversibilité 24
1.5 Règles d'association des sources 24
1.6 Cas des convertisseurs direct 24
1.7 Cas des convertisseurs indirect 24
1.8 Bibliographie 25
  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] : [LIVRE016] G. CHEVALIER, J.-C. CHAUVEAU, B. CHEVALIER, MEMOTECH ELECTRONIQUE composants, collection A. CAPLIEZ, 4e édition, août 1997.
  [4] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [5] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.

Chapitre 2 - Les interrupteurs

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2.1 Définition 27
2.2 Comportement des grandeurs électriques 27
2.3 Caractéristiques statiques 27
2.3.1 Définitions 27
2.3.2 Caractéristiques à deux segments 28
2.3.3 Caractéristiques à trois segments 28
2.3.4 Caractéristiques à quatre segments 29
2.4 Changements d'états 30
2.4.1 Rappel 30
2.4.2 Commutation commandé 31
2.4.3 Commutation spontanée 31
2.5 Classification des interrupteurs 31
2.6 Bibliographie 32
  [1] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] : [LIVRE016] G. CHEVALIER, J.-C. CHAUVEAU, B. CHEVALIER, MEMOTECH ELECTRONIQUE composants, collection A. CAPLIEZ, 4e édition, août 1997.
  [4] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [5] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [6] : [THESE019] Y. MOPTY, Méthode de synthèse automatique des convertisseurs statiques - Application à la recherche de nouveaux convertisseurs, Thèse de Docteur-Ingénieur de l'INP de Toulouse, le 21 juin 1982.

Chapitre 3 - La fonction hacheur

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3.1 Introduction 35
3.1.1 Exemple de la vie courante 35
3.1.2 Les convertisseurs DC-DC 35
3.1.3 Exemple de faible puissance 35
3.1.4 Exemple de forte puissance 36
3.2 Le hacheur série 39
3.2.1 Présentation 39
3.2.2 Définition 39
3.2.3 Fonctionnement 39
3.2.4 Relations fondamentale de l'EDP 40
3.2.5 Ondulation du courant 41
3.2.6 Ondulation de la tension 42
3.2.7 Contraintes sur les interrupteurs 43
3.2.7.1 K2 : La diode 43
3.2.7.2 K1 : Le transistor 43
3.2.7.3 Calcul de ITeff 43
3.2.7.4 Calcul de IDeff 44
3.2.8 Facteurs de dimensionnement 44
3.3 Fonctionnement en conduction discontinue 45
3.3.1 Définition - Formes d'ondes 45
3.3.2 Expression du courant dans l'inductance 45
3.3.3 Relation entre a et a' 46
3.3.4 Valeur moyenne du courant de sortie 46
3.3.5 Expression de la tension de sortie 46
3.4 Caractéristique de sortie 47
3.5 Etude du filtre d'entrée du hacheur série 48
3.5.1 Introduction 48
3.5.2 Harmoniques du courant ie(t) 48
3.5.2.1 Domaine de définition 48
3.5.2.2 Calcul des coefficients 48
3.5.2.3 Remarque 48
3.5.2.4 Exemple pour a = 0.4 49
3.5.3 Evolution des harmoniques en fonction du rapport cyclique 49
3.5.4 Fonction de transfert du filtre d'entrée 50
3.6 Bibliographie 51
  [1] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [2] : [LIVRE081] R. KALLER, J.-M. ALLENBACH, Volume 2 : Traction électrique, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1995, 432 pages.
  [3] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [4] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [5] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [6] : [99DIV032] T. LEQUEU, Annexe 06 - Décomposition en série de Fourier, cours d'Electronique de Puissance, septembre 2000, 44 pages.

Chapitre 4 - Structures des convertisseurs

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4.1 Les différentes familles de convertisseurs 55
4.2 Les convertisseurs monophasés 55
4.2.1 Cas de deux sources de nature différentes (U, I) ou (I, U) 56
4.2.2 Cas de deux sources de même nature (U, U) ou (I, I) 56
4.2.3 Cas de deux sources de même nature (U, U) ou (I, I) 56
4.3 Classification générale des convertisseurs statiques 57
4.4 Extension au cas triphasé - Structure matricielle 58
4.5 Différentes structures de hacheur 59
4.5.1 Charge passive 59
4.5.2 Charge active 1 - Unidirectionnelle en tension 59
4.5.3 Charge active 2 - Unidirectionnelle en courant 59
4.5.4 Charge active 3 - Bidirectionnelle 59
4.5.5 Quadrants de fonctionnement 60
4.6 Synthèse du convertisseur pour la charge passive 60
4.6.1 Cahier des charge 60
4.6.2 Graphe de fonctionnement 60
4.6.3 Nature des interrupteurs 61
4.6.4 Nature de la commutation de K1 61
4.6.5 Structure du hacheur abaisseur de type "BUCK" 61
4.7 Synthèse du convertisseur pour la charge active 1 61
4.7.1 Cahier des charges 61
4.7.2 Graphe de fonctionnement - I < 0 61
4.7.3 Nature des interrupteurs 62
4.7.4 Nature de la commutation de K1 et de K2 62
4.7.5 Structure du hacheur élévateur de type BOOST 62
4.8 Synthèse complète pour la charge active 1 63
4.8.1 Cahier des charges 63
4.8.2 Structure du hacheur réversible en courant 63
4.9 Synthèse du convertisseur pour la charge active 2 64
4.9.1 Définition du problème 64
4.9.2 Cas où la puissance est positive P>0 - Quadrant Q1 64
4.9.3 Cas où la puissance est négative P < 0 - Quadrant Q2 65
4.9.4 Réalisation pratique du hacheur réversible en tension 65
4.10 Synthèse du convertisseur pour la charge active 3 66
4.10.1 Caractéristiques de fonctionnement 66
4.10.2 Définition des interrupteurs 66
4.10.3 Structure du hacheur 4 quadrants 66
4.11 Autre type de charge active 3 : l'onduleur 67
4.11.1 Caractéristiques de fonctionnement 67
4.12 Bibliographie 69
  [1] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [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] : [THESE019] Y. MOPTY, Méthode de synthèse automatique des convertisseurs statiques - Application à la recherche de nouveaux convertisseurs, Thèse de Docteur-Ingénieur de l'INP de Toulouse, le 21 juin 1982.
  [4] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.

Chapitre 5 - Onduleurs monophasés et MLI

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5.1 Généralités 75
5.1.1 Les alimentations de secours 75
5.1.2 Les solutions en micro-informatique 75
5.1.3 Gamme de puissance 76
5.2 Principe de l'onduleur monophasé 77
5.2.1 Amplitude 77
5.2.2 Fréquence 77
5.2.3 Harmoniques 77
5.2.4 Rendement 77
5.2.5 Autonomie - Exemple 77
5.2.6 Installation de l'onduleur 77
5.3 Solutions technologiques 79
5.3.1 Transformateur à point milieux 79
5.3.2 Hacheur élévateur 79
5.3.3 Source à point milieux 80
5.4 Commande en onde carrée 81
5.4.1 Montage étudié 81
5.4.2 Harmoniques de la tension v(t) 81
5.4.2.1 Domaine de définition 81
5.4.2.2 Propriété 81
5.4.2.3 Calcul des coefficients 81
5.4.2.4 Conclusion 82
5.4.3 Spectre de la tension 82
5.4.4 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 82
5.5 Commande décalée 85
5.5.1 Montage étudié 85
5.5.2 Fonctions de modulations 85
5.5.3 Harmoniques de la tension v(t) : l'astuce 85
5.5.4 Variation des harmoniques en fonction de b 86
5.5.5 Avantages 86
5.5.6 Inconvénient 86
5.5.7 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 87
5.6 Calcul des instant de commutation 89
5.6.1 Principe 89
5.6.2 Cas le l'onduleur en pont 89
5.6.3 Construction du signal - Onduleur en pont 90
5.6.4 Propriétés de la tension de sortie 90
5.6.5 Expression des harmoniques - Onduleur en pont 92
5.6.6 Elimination des premiers harmoniques de tension - Onduleur pont 93
5.6.6.1 Formes d'onde - Tension tripolaire 93
5.6.6.2 Expression des harmoniques 93
5.6.6.3 Elimination des harmoniques 93
5.6.7 Cas le l'onduleur en demi-pont 94
5.6.8 Construction du signal - Onduleur en demi-pont 94
5.6.9 Expression des harmoniques - Onduleur en demi-pont 96
5.6.10 Elimination des premiers harmoniques de tension - Onduleur demi-pont 97
5.6.10.1 Formes d'ondes 97
5.6.10.2 Expression des harmoniques 97
5.6.10.3 Elimination des harmoniques 97
5.6.11 Filtrage des harmoniques 98
5.7 La Modulation de Largeur d'Impulsion 100
5.7.1 Principe 100
5.7.2 Application à l'onduleur monophasé 100
5.7.3 Fabrication de la MLI 100
5.7.4 Allure du spectre de la tension 101
5.7.5 Courant dans la charge 101
5.7.6 Calculs du spectre des harmoniques 102
5.8 Bibliographie 105

Références du chapitre 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 du chapitre concernant la Modulation de Largeur d'Impulsions

  [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.

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 6 - Convertisseurs triphasés et commandes

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6.1 Généralités 111
6.1.1 Introduction 111
6.1.2 Onduleur de tension 111
6.1.3 Onduleur de courant 112
6.1.4 Applications des onduleurs triphasés 113
6.1.5 Réversibilité de l'onduleur 114
6.1.6 Un convertisseur AC à AC direct 114
6.1.7 Le cyclo-convertisseur 115
6.2 Formes d'ondes 116
6.2.1 Commande d'un onduleur en pont avec neutre reliée à la source 116
6.2.2 Commande d'un onduleur en pont sans neutre 117
6.3 Modélisation de la commande 118
6.3.1 Etude des valeurs de la tension simple 118
6.3.2 Expression de la tension de sortie de l'onduleur 118
6.3.3 Remarques 119
6.4 Lois de commande 120
6.4.1 Régulation de courant - MLI à fréquence fixe 120
6.4.2 Avantages 120
6.4.3 Inconvénients 120
6.5 Commande à fréquence de décision fixe FH 121
6.5.1 Principe 121
6.5.2 Avantages 121
6.5.3 Inconvénients 121
6.6 Modulation à hystérésis somme 122
6.6.1 Principe 122
6.6.2 Avantages 122
6.6.3 Inconvénients 122
6.7 A temps de conduction fixe 123
6.7.1 Principe 123
6.7.2 Exemple : suivit d'une consigne sinusoidale 123
6.7.3 Inconvenients 123
6.7.4 Avantages 123
6.8 A temps d'ouverture fixe 124
6.8.1 Principe 124
6.8.2 Inconvenients 124
6.8.3 Avantages 124
6.9 Bilan des lois de commandes 124
6.9.1 Amplitude 124
6.9.2 Fréquence 124
6.9.3 Harmoniques 124
6.9.4 Rendement 124
6.9.5 Coût 124
6.10 Etude du bras de l'onduleur 125
6.11 Différentes structures d'onduleur 125
6.11.1 Onduleur de courant auto-commuté à thyristors 125
6.11.2 Circuit de commutation pour onduleur à thyristor 126
6.11.3 Onduleur multi-niveaux 126
6.12 Produits du commerce 127
6.12.1 GRADIPAK 127
6.12.2 VMV 127
6.12.3 VTV 127
6.13 Onduleur à résonance 128
6.13.1 1er but initial 128
6.13.2 2ième but plus récent 128
6.13.3 Structures utilisées 128
6.13.4 La plaque à induction 128
6.14 Bibliographie 129

Références bibliographiques du chapitre

  [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.

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 7 - Les alimentations à découpage

TOP

Chapitre 7 - Les alimentations à découpage 135
7.1 Généralité 135
7.1.1 Différentes solutions technologiques 135
7.1.2 Bilan des structures non isolées 135
7.1.3 Alimentations à découpage 136
7.2 Alimentation asymétrique de type FLYBACK 136
7.2.1 Principe 136
7.2.2 Formes d'ondes - Ondulations 136
7.2.3 Note sur le calcul de l'inductance 138
7.2.4 Fonctionnement en mode auto-oscillant 139
7.2.5 Démagnétisation par pont 141
7.3 Alimentation asymétrique de type FORWARD 142
7.3.1 Principe de fonctionnement 142
7.3.1.1 De 0 < t < aT : 143
7.3.1.2 De aT < t < bT : 143
7.3.1.3 de bT < t < T : 143
7.3.1.4 Remarques : 143
7.3.2 Formes d'ondes - Ondulations 143
7.3.3 Contraintes sur les composants 145
7.3.4 Facteur de dimensionnement - Choix de m' 145
7.3.5 Notes sur le dimensionnement du transformateur 145
7.3.6 Variante du FORWARD pour la démagnétisation 146
7.3.6.1 Par diode Zener 146
7.3.6.2 Par réseau RCD 146
7.3.6.3 Par pont asymétrique 146
7.3.6.4 Alimentations FORWARD entrelacées 146
7.4 Bilan sur les alimentations à flux non symétrique 147
7.4.1 Alimentations non isolées 147
7.4.2 Alimentations isolées de type FLYBACK et FORWARD 147
7.4.3 Utilisation du circuit magnétique 147
7.5 Alimentation à découpage symétrique 149
7.5.1 Définition 149
7.5.2 Montage PUSH-PULL 149
7.5.2.1 Présentation 149
7.5.2.2 Fonctionnement à vide 149
7.5.2.3 Fonctionnement en charge 150
7.5.2.4 Relations et caractéristiques 150
7.5.3 Montage en demi-pont 150
7.5.4 Montage en pont 151
7.5.4.1 Présentation 151
7.5.4.2 Fonctionnement 151
7.5.4.3 Relations et caractéristiques 152
7.6 Problèmes inhérents aux structures symétriques 152
7.6.1 Polarisation du transformateur 152
7.6.2 Mise en oeuvre des interrupteurs 152
7.7 Amélioration en entrée : le prélèvement sinusoïdal 153
7.7.1 Présentation 153
7.7.2 Exemple du hacheur parallèle 153
7.8 Bibliographie 155
  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [4] :  [PAP146]  [D3162], Alimentations à découpage - Introduction, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, septembre 1990.
  [5] :  [PAP147]  [D3164], Alimentations à découpage - Le transformateur dans les alimentations à découpage, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, juin 1991.
  [6] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.

Etude bibliographique
Lien : sfappl.pdf

Calcul d'une inductance

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] :  [PAP122]  [D3167], Convertisseurs de type forward - Dimensionnement du transformateur et de l'inductance de lissage, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, juin 1994.
  [4] : [99DIV120] T. LEQUEU, Annexe 03 - Calculs des inductances et des transformateurs, cours d'Electronique de Puissance, décembre 2002.

Alimentation à découpage

  [1] : [LIVRE107] D. SADARNAC, ESE 9 - Les alimentations à fréquence de découpage élevée, Eyrolles, no. 1633, 176 pages.
  [2] : [THESE022] M. BENSOAM, Alimentation à découpage pseudo-résonantes, Thèse de doctorat, 1991.
  [3] : [LIVRE017] H. SCHREIBER, 300 Schémas d'alimentation : Redresseurs, Alimentations à découpage et Régulateurs linéaires, Convertisseurs, Dunod, 1998, 244 pages.
  [4] : [REVUE021] La revue 3E.I, N°10, Pratiques pédagogiques et réalités industrielles, septembre 1997.
  [5] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.

  [6] : [99DIV107] Recherche sur les mots clés ALIMENTATION A DECOUPAGE, FLYBACK, FORWARD, août 2013.
  [7] :  [DIV104]  Liste des articles des Techniques de l'Ingénieur, janvier 2018.
  [8] :  [PAP146]  [D3162], Alimentations à découpage - Introduction, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, septembre 1990.
  [9] :  [PAP147]  [D3164], Alimentations à découpage - Le transformateur dans les alimentations à découpage, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, juin 1991.
 [10] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.

Asymétrique de Type FLYBACK

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.
  [4] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [5] :  [DIV130]  EPF'98, Electronique de Puissance du Futur, Belfort 1998.
  [6] :  [DIV043]  JCGE'98, Quatrième conférence des Jeunes Chercheurs en Génie Electrique, Cachan, avril 1998.
  [7] : [REVUE015] La revue 3E.I, N°4, Influence des C.S. sur les réseaux, décembre 1995.
  [8] :  [DIV138]  IAS'96, 1996 Annual Meeting - IEEE Industry Application Society , San Diego.
  [9] :  [DIV122]  T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 1996/1997, E.I.V.L. 4ième année, 200 pages.
 [10] :  [DIV006]  PESC'97, 28TH IEEE POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE, June 22-27, 1997.

Asymétrique de Type FORWARD

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] :  [PAP122]  [D3167], Convertisseurs de type forward - Dimensionnement du transformateur et de l'inductance de lissage, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, juin 1994.
  [4] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.
  [5] : [REVUE021] La revue 3E.I, N°10, Pratiques pédagogiques et réalités industrielles, septembre 1997.
  [6] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [7] :  [DIV138]  IAS'96, 1996 Annual Meeting - IEEE Industry Application Society , San Diego.
  [8] :  [DIV122]  T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 1996/1997, E.I.V.L. 4ième année, 200 pages.
  [9] :  [DIV006]  PESC'97, 28TH IEEE POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE, June 22-27, 1997.

Symétrique - Push-Pull, en demi-pont & en pont

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.

Amélioration en entrée : le prélèvement sinusoïdal

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.

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