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7/30/2019 4.1. Convertisseur1.ppt
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MODULE 4
4.1 LES CONVERTERS DANS LES SYSTEMES A ENTRAINEMENTSELECTRIQUES
4.1. CONVERTISSEUR AC-DC
Ali NEJMIVersion.2008
al inejmi@yahoo.fr(Email princ ipal) ;
a.nejmi@fstbm.ac.ma
1Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
Universt Sultan Moulay SlimaneFacult des Sciences et Techniques, Beni MellalFilire Ingnieur en Gnie Electrique
mailto:alinejmi@yahoo.frmailto:a.nejmi@fstbm.ac.mamailto:a.nejmi@fstbm.ac.mamailto:alinejmi@yahoo.fr7/30/2019 4.1. Convertisseur1.ppt
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Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 2
Redresseur AC-DC command
Schma de principe dun redresseur monophas: charge rsistive
Schma de principe dun pont redresseur monophas:
Charge rsistive
Diode:
Thyristor :
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Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 3
Charge inductive:
(conduction continue)
Lorsque le courant est toujours positif
(il ne sannule pas), la valeur moyenne
de la tension la sortie duconvertisseur ne dpend que de a.
Cest le cas gnralement dans lesmachines DC (forte inductance).
(conduction continue)
Cependant, si la conduction est
discontinue, la valeur moyenne de la
tension dpend aussi de Linductanceet de la valeur du courant, ce qui
complique la rgulation.
Redresseur AC-DC command
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Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 4
Schma de principe dun redresseur triphas:
a=0
Redresseur AC-DC command
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Redresseur AC-DC command
+
Vo
cosmV
V2
0
90o 180o
m
V2
m
V2
Tension moyenne
sur 10 ms
50Hz
1-phase
5Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
Relation valable pour une conduction continue Ich>0
Dans un pont redresseur monophas, la relation entre la valeur moyenne de
la tension de sortie et langle de retard lamorage est :
Dans l'quation ci-dessus, la relation entre l'angle de retard lamorage
et V0 est non linaire.
Vm: valeur crte de la tension dalimentation
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Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 6
+
Vo
90o
mLLV ,3
mLLV , 3
cos,mLL
o
VV
3
Relations valables pour une conduction continue Ich>0
Tension moyenne
sur 3,33 ms
180o
Redresseur AC-DC command
VL-L,m : tension crte compose
Pour un pont triphas:
Dans l'quation ci-dessus, la relation entre l'angle de retard et V0 est non
linaire.
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7/23Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 7
Circuit
damorage
Redresseur
command
+
Va
vcRgulateur de
courant
Iref
Dans le cadre du contrle des entrainements lectriques, il estsouhaitable que la relation entre le signal de commande vc et la
tension moyenne de va soit linaire
Redresseur AC-DC command
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Redresseur command AC-DC
Circuit
damorage
Redresseur
command
+
Va
vc
va(s)vc(s) Moteur DC
La relation entre vc et vaest dtermine par le circuit damorage
?
8Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
7/30/2019 4.1. Convertisseur1.ppt
9/23Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 9
o Il est vrai quon peut linariserlquation reliant langle de retard et Va pour
obtenir une relation linaire, cela est toutefois uniquement valable pour unepetite perturbation autour d'un angle de retard lamorage.
oPour surmonter ce problme, une approche commune consiste utiliser
un circuit damorage, qui fournit une relation linaire entre le signal de
contrle et la moyenne de la tension.
oCeci est possible en tablissant une relation entre le signal de contrle etcosa.
Redresseur command AC-DC
Avec Vs : signale de commande maximal.
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Commande linaire d'angle damorage
Tension dalimentationVm
vtvc
0 2 3 4
Signal dents de scie comparau signal de commande
Sortie du comparateur (dclencher
les IS)
Sortie du redresseur
10Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
Redresseur command AC-DC
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Vm
vtvc
0 2 3 4
vc
ctvv
t
c
v
v
cosV2
Vm
a
t
cm
av
vcos
V2V
Une relation non linaire entre Va et vc
11Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
contrle linaire d'angle damorage
Redresseur command AC-DC
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Commande av ec sig nal de rfrence s in usodal
Vm
vsvc
0 2 3 4
Tension dentre (alimentation)
Signal sinusodal compar vc
12Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
Redresseur command AC-DC
Sortie du comparateur (dclencher
les IS)
Sortie du redresseur
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Vm
vsvc
0 2 3 4
Vscos(t)Vscos() = vc
s
c1
v
vcos
cosV2
Vm
a
s
c1m
a
v
v
coscos
V2
Vs
cm
av
vV2
V
Une relation linaire entre vc et Va
13Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
commande avec signal de rfrence sinusodal
Redresseur command AC-DC
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Exemple de la commande avec signal de rfrence sinusodal
14Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
Redresseur command AC-DC
Il existe plusieurs mthodes pour raliser ce circuit damorage. Un exemple
est illustr ci-dessous. Ce schma est appel commande signal sinusoidalpour convertisseur monophas entirement command.
Il est possible d'appliquer le mme schma
pour gnrer les signaux de
dclenchement d'un convertisseur triphas.
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15/23Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 15
oIl convient de noter que l'utilisation du schma commande sinusodale
comme nous l'avons vu donne seulement une relation linaire entre la tensionde sortie moyenne et le signal de contrle.
o La tension de sortie moyenne est disponible chaque priode dtermine
par le type de convertisseur utilis. Par exemple, un convertisseur triphas
entirement contrls donnera une tension de sortie moyenne qui est valide
pour chaque 3.33ms et 10 ms pour un convertisseur monophas.
o Cela peut tre considr comme un systme de donnes chantillonnes
avec (respectivement) une priode d'chantillonnage de 3.33ms ou de 10ms.
o A linstant o le signale de commande change, il peut y avoir un temps de
retard avant que la tension de sortie change. Ce retard peut avoir une valeur
maximale gale la priode d'chantillonnage comme l'illustre la figure ci-
aprs pour un convertisseur monophas. En pratique, on prend un retard moyen
gal la moiti du retard maximal.
Redresseur command AC-DC
Modle de la commande
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Redresseur command AC-DC
Modle de la commande
Va est la tension moyenne sur une priode de la forme d'onde- systme de donnes chantillonnes
Retards dpendant du moment o le signal de commande change :
normalement pris comme la moiti de la priode d'chantillonnage
16Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
Td : retard dans la gnration de la tension de sortie moyenne
0-10ms pour 50 Hz- monophas
Tension de
sortie
Signal de
commande
Signal de
rfrence
sinusodal
Td : retard dans la gnration de la tension de sortie moyenne
0-10ms pour 50 Hz- monophas
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Redresseur command AC-DC
Modle de commande
s2
T
H Ke)s(G
s
m
V
V2K
Monophas, 50Hz
T=10ms
s
m,LL
V
V3K
Triphas, 50Hz
T=3.33ms
Simplifi si la bande passante de la commande est rduite un
niveau infrieur la frquence dchantillonnage
17Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
o Dans le dveloppement du modle du convertisseur utiliser dans la
conception de systme de commande, leffetdchantillonnage et le retardsont prendre en considrations. Avec le retard inclus, le convertisseur
peut tre modlis comme (convertisseur mono ou triphas entirement
contrl) :
vc(s)Va(s
)
Convertisseur
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18/23Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI 18
Redresseur command AC-DC
Modle de commande
On peut, toutefois, ngliger l'effet d'chantillonnage de la tension de sortie
par la conception de la bande passante de la boucle ferme (par exemple
la boucle de courant) beaucoup plus petite que la frquence
d'chantillonnage. Pour simplifier davantage la conception, le retard peut
galement tre supprim pourvu que la bande passante en boucle fermesoit assez petite.
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Redresseur command AC-DC
EXEMPLES /SIMULINK
19Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
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Redresseur command AC-DC
Boucle ouverte
Circuit
damorage
Redresseur
command
+
Va
vcMoteur DC
modlis avec
R-L et Vdc
20Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
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Source triphase
Redresseur command
charge
circuit damorage
21Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
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Redresseur command AC-DC
Boucle ferme
Circuit
damorage
Rgulateur
du courantRedresseur
command
+
Va
vciref
Commande du courant du convertisseur
Le couple peut tre command
22Commande des machines 4.1Conv Ali NEJMI
7/30/2019 4.1. Convertisseur1.ppt
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Systme de bouc le ouver te d e la s im u lat io n p rcden te
Elments de la boucle ferme
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