Electrique

Pages: 9 (2010 mots) Publié le: 16 février 2012
Cours Thème VIII.3 CONVERSION STATIQUE D'ÉNERGIE
OBJECTIFS
- Posséder des connaissances générales sur les convertisseurs statiques (classement par familles). - Etudier en détail deux convertisseurs (continu-continu et continu-alternatif). - Connaître le comportement des interrupteurs commandés ou non commandés. - Connaître quelques applications industrielles des convertisseurs statiques. -Calculer des valeurs en sortie des convertisseurs (tension moyenne, tensions efficaces…).

3- Familles de convertisseurs statiques Suivant le type de machine à commander et suivant la nature de la source de puissance, on distingue plusieurs familles de convertisseurs statiques (schéma ci-dessous):
HACHEUR

Source continue (=)

(tension réglable)

Récepteur continu (=)

I- LES CONVERTISSEURSSTATIQUES – GÉNÉRALITÉS
1- Définition Un convertisseur statique est un système permettant d'adapter la source d'énergie électrique à un récepteur donné. Exemples : Une alimentation stabilisée transforme la tension alternative sinusoïdale du réseau EDF en tension continue (famille des redresseurs). Un onduleur de secours transforme la tension continue des batteries en tension alternative pouralimenter, par exemple, du matériel informatique (famille des onduleurs). 2- Origine des convertisseurs de puissance électrique
0 t 0

GRADATEUR

Source alternative (∼)

(tension efficace réglable sans changement de fréquence)

CYCLOCONVERTISSEUR
(tension efficace et fréquence réglables)

Récepteur alternatif (∼)

4- Symbole et exemples de signaux issus des convertisseurs Hacheur :continu → continu (rapport cyclique α réglable)
ve
E E

vs
vs moyen = α .E
0 0 αT T 2T t

ve
Tension continue fixe

vs

Les premiers convertisseurs de puissance électrique ont été réalisés avec des machines électriques couplées mécaniquement. Une machine à courant alternatif d'une part (de type synchrone ou asynchrone) couplée au réseau permettait de convertir l'énergie électrique enénergie mécanique à vitesse fixe. Une machine à courant continu d'autre part dont l'excitation commandée permettait de disposer d'une tension continue variable en sortie.
E

Tension de valeur moyenne réglable

Onduleur : continu → alternatif (valeur moyenne = 0)
ve

vs
+E 0
T/2 T 2T

Le développement des composants de puissance au milieu du 20° siècle (électronique de puissance) a permis dedévelopper des convertisseurs de puissance électrique sans machines tournantes. La technologie des composants utilisés (semi-conducteurs) ne cesse d'évoluer : - faible coût - puissances commutées élevées - facilité de contrôle.
TS IRIS ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES http://cbissprof.free.fr

t

0

t 0

ve
Tension continue fixe

vs
Tension alternative de fréquence f = 1/Tréglable

-E

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Thème VIII-3 : Conversion statique

Redresseur : alternatif → continu (valeur moyenne éventuellement réglable)
ve
E 0 -E t
T/2 T

II- LES INTERRUPTEURS DE L'ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE
1- Les interrupteurs parfaits Un interrupteur parfait possède deux états : "Ouvert (OFF)" et "Fermé (ON)"
t

vs
+E

v s moyen

ve
Tension alternative

vs
Tensionredressée de valeur moyenne réglable

0 α

T/2

T

Interrupteur ouvert (position OFF : i = 0)

i=0 K
vs
+E

i=0 u
0

Gradateur : alternatif → alternatif (valeur efficace réglable)
ve
E 0 -E t
T/2 T

u
(tension imposée par le circuit extérieur)

ve
Tension alternative

vs
Tension alternative de valeur efficace réglable

0 α -E

t
T/2 T

interrupteur ouvertInterrupteur fermé (position ON : u = 0)

i
5- Réversibilité des convertisseurs Une notion importante en électronique de puissance comme en électrotechnique est la notion de réversibilité. Définition : Un convertisseur statique d'énergie est dit réversible lorsque l'énergie peut transiter dans les deux sens (source→récepteur ou récepteur→source) de manière naturelle ou commandée. Exemple :...
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