Convertisseurs et électronique de puissance

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Cet ouvrage dresse un large panorama de l'électronique de puissance : aspects fondamentaux et résultats expérimentaux, équipements et matériels, outils de conception et mise en oeuvre en milieu industriel. C'est dans cet esprit résolument pragmatique que sont ainsi présentés : les systèmes électroniques de commande, créateurs et transmetteurs, analogique et numérique ; les différents types de convertisseurs, leurs principes de fonctionnement et leurs comportements dans les conditions idéales puis réelles ; leurs performances, grâce notamment à la souplesse des systèmes de commande, mais aussi leurs fragilités (en particulier en régime transitoire) ; les outils logiciels (SIMULINK, PSpice et LabVIEW) à même d'accroître la connaissance de leurs comportements et la mise au point de systèmes plus performants. En annexes sont par ailleurs décrits plus en détail les outils mathématiques et informatiques de l'électronique de puissance. De très nombreux exemples et études de cas illustrent le propos du livre, ainsi véritable outil de référence, de travail et d'apprentissage pour tous les professionnels ou futurs professionnels de l'électrotechnique et de l'automatique : ingénieurs, techniciens et élèves ingénieurs, mais aussi étudiants en 3e cycle.
Publié le : mercredi 18 avril 2007
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EAN13 : 9782100527885
Nombre de pages : 376
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1COMMANDE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE. UTILISATION DE COMPOSANTS PROGRAMMABLES
1.1 Commande analogique de convertisseurs à découpage
1.1.1 Principe de la commande des convertisseurs à découpage En électronique de puissance, on utilise de plus en plus des convertisseurs utilisant des interrupteurs électroniques fonctionnant soit à l’état passant (ou fermé), soit à l’état bloqué (ou ouvert). Le passage d’un état à l’autre s’effectue périodiquement. On noteTcette période. On dit que le convertisseur fonctionne « en découpage » e si la périodeTest très faible devantT, celle des sources de puissance utilisées par e le convertisseur (voir le chapitre 5). En pratique, on choisit une périodeTentre e T T T=etT=selon les composants électroniques utilisés. e e 100 1 000 Dans le cas des redresseurs ou des gradateurs, la périodeTest un sousmultiple e simple de la périodeTde la source alternative d’alimentation. En pratique, on a T=T/2 ouT/3. e Les fonctions triangulaires, qu’elles soient symétriques ou asymétriques, servent à la commande des composants constituant ces convertisseurs. La tensionv(t) est e comparée à une tension continue de contrôleUpour obtenir la variation du trans c fert de puissance (voir chapitre 5).
1.1.2 Principe de la commande analogique En première étude, il est nécessaire d’élaborer un signal (ou plusieurs signaux) de commande pour agir sur les interrupteurs (voir les chapitres 2 et 3). Il s’agit le plus souvent de créer des fonctions, triangulaire symétriquetri(t), triangulaires asymé triques ou « dents de scie »scie_m(t),scie_d(t) ou même triangulaires asymétriques décaléesscie_dec_m(t) etscie_dec_d(t) par un montage électronique (voir annexe mathématique en fin d’ouvrage). © Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
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SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES DE COMMANDE
1 • Commande analogique et numérique
1.1 Commande analogique de convertisseurs à découpage
Ces fonctions sont obtenues sous forme de tension (notéev(t)). Ce signal de e commande est alors analogique. On fait très souvent appel à des amplificateurs opéra tionnels. Dans cet ouvrage, on préfère présenter un schéma synoptique pour chacune des fonctions triangulaires, en utilisant des schémas blocs.
1.1.3 Réalisation de la fonction triangulairetri(t) Pour réaliser la fonction triangulaire symétriquetri(t), on utilise un amplificateur inverseur, un intégrateur, et un comparateur à hystérésis. Le schéma bloc est présenté à lafigure 1.1.
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Figure 1.1– Schéma bloc pour obtenir le signal triangulairetri(t).
Selon l’état du comparateur à hystérésis, la tensionv(t) vaut+Vou –V. Les s sat sat niveaux de basculement sont –V et+ V. Le signal de commande v(t) varie H H e donc entre –Vet+V. L’amplificateur est de gaink. H H V(s)k e On a= -,qui correspond à une intégration. Si ce v vaut V, on s sat V(s)s s obtient :
v(t)= -k v(t)dt=kVt eÚs sat
Le basculement a lieu pourv=Vet pourt=T/4. e H e
1 • Commande analogique et numérique
1.1 Commande analogique de convertisseurs à découpage
SoitkVT=4V. sat e H 4¥V H On obtient ainsi le signal de commandev(t)=V×tri(t) avecT=. e He k¥V sat
1.1.4 Réalisation des fonctions triangulaires asymétriques scie_m(t)etscie_d(t)
On utilise encore un amplificateur inverseur, un intégrateur, et un comparateur à hystérésis. Mais, pour la fonctionscie_m(t),un amplificateur de gaink. est réservé à la montée, tandis que la descente (très rapide) est obtenue par un autre amplificateur de gainkbeaucoup plus élevé (k>>k). Un commutateur analogique commandé par le signe dev(t) fait agir l’un ou l’autre amplificateur. Le schéma bloc est présenté à la s figure 1.2.
Figure 1.2– Schéma bloc pour obtenir le signal triangulairescie_m(t).
Vt On a toujoursv(t)= -k v(t)dt=ksat. eÚs Le basculement a lieu pourv=Vet pourt=T/2. e H e Le signal de commande est doncv(t)=V×scie_m(t). e H © Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
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SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES DE COMMANDE
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