SÉRIE EEA Michel Pinard CONVERTISSEURS ET ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE Commande • Description Mise en œuvre ET ELECTRONIQUE Sni* to View Électronique, électrotechnique, automatique, aux éditions DLJNOD • Acquisition de données, 2e éd. , Asch et coll. , 528 p. , 2003 • Les capteurs en instrumentation industrielle, 6e éd. , Asch et coll. , 864 p. , 2006 • Radiocommunications numériques (en deux volumes), Baudoin et Villegas, 640 p. et 464 p. , 2002 • Schémas et circuits électroniques (en deux volumes), 5e éd. Bourgeron, 512 p. et 536 p. , 2005 Les spécifications fonctionnelles – Automatismes industriels en emps réel, grenier, 432 p. , 2001 • Maintenance électrotechnique, Brown, Rawtani et Patil, 296 p. , 2006 • Compatibilité électromagnétique, 2e éd. , Charoy, 696 p„ 2005 • Parasites et pertubations des électroniques – CEM (en quatre Instrumentation industrielle, Grout, 544 p. , 2002 • Les antennes, 3e éd. , Houzé, 376 p. , 2006 • Énergie solaire photovoltai@ue , 2e éd, Labouret, 312 p. 2005 • Systèmes électroniques embarqués et transport, Louvel, 336 p. , • Aide-mémoire des composants électroniques, 3e éd. , Mayé, 184 p. , 2005 • Les alimentations électroniques, 2e éd. Mayé, 480 p. , 2006 • Moteurs électriques industriels, Mayé, 392 p. , 2005 • Moteurs électriques pour la robotique, 2e éd. , Mayé, 296 p. , • Applications en identification radiofréquence et cartes à puces sans contact, paret, 424 p. , 2003 • Identification et traçabilité en UHF-SHF, Paret, 550 p. AP 2007 • Identification radiofréquence et cartes à puce sans contact – Description, paret, 336 p. , 2001 • Le bus CAN – Applications, Paret, 368 p. , 2001 • Réseaux multiplexés pour systèmes embarqués, Paret, 400 p„ 2005 • Sécurité et automatique, PILZ, 328 p. 2005 • Commande électronique des moteurs électriques, Pinard, 600 p. , 2004 • Pratique des oscilloscopes, Reghinot et Becker, 368 p. , 1984 • VHDL : méthodologie de design et techniques avancées, schneider, 304 p. , 2001 • 300 schémas d’alimentation, 2e éd. Schreiber, 256 p. , 1998 • 400 nouveaux schémas radiofréquences, Schreiber, 368 p. , 2000 • Guide pratique de la CEM, Tavernier, 208 p. , 1999 • Les cartes à puce (+ CD-Rom), 2e éd. , Tavernier, 360 p. , 2007 • Les microcontrôleurs PIC (+ 2 CD-Rom) – Description et mise en œuvre, 2e éd. , Tavernier, 224 p. , 2002 ?? Microcontrôleurs PIC . programmation en Basic (+ CD-Rom), Tavernier, 272 p. , 2006 • Microcontrôleurs PIC – Recueil d’applications (+ CD-Rom) / 2e éd. , Tavernier, 368 p. 2005 • Proerammat PIC – Recueil d’applications (+ CD-Rom) / 2e éd. , Tavernier, 368 p. , • Programmation en C des PIC (+ CD-Rom), Tavernier, 224 p. , • Automatisation en hors procédés, Vogt, 320 p. , 2003 • Aide-mémoire d’électrotechnique, Mayé, 320 p„ 2007 • Guide pratique de la mesure électrique, Peutot, Félice, Kholer, 450 p. , 2007 • Guide de la protection électrique des équipements, Hewitson, 36 p. , 2007 • Génie électrotechnique, Warne, 544 p. , 2007 • PSPICE (+ CD-ROM) – Méthodologie d’utilisation et techniques avancées, 288 p. 2007 MICHEL PINARD Commande, description, mise en œuvre Applications avec LabVIEW @ Dunod, pans, 2007 ISBN 978-2-10-049674-7 Table des matières TABLE DES MATIÈRES Introduction Caractéristiques techniques des composants (data sheets) 54 2. 4 Dissipation thermique des composants 60 2. 5 Utilisation du logciel PSpice 65 2. 6 Tableaux de caractéristiques de composants 68 3 • Les interfaces de commande des composants interrupteurs. Drivers. Déclencheurs 5 3. 1 Interface signal-puissance 3. 2 Drivers pour transistors L’analyse et le contrôle des systèmes 223 7. Les capteurs dans un système 226 7. 3 Modélisation en boucle ouverte d’un système 232 7. 4 Étude en boucle fermée d’un système 238 7. 5 Système hacheur-moteur à courant continu en boucle fermée 249 7. 6 Système redresseur-moteur à courant continu 253 transmission de la puissance 325 Les grandeurs intervenant en régime sinusoidal monophasé 326 Les grandeurs intervenant en réglme slnusoidal triphasé Cas où la commande est sous forme d’impulsions 327 Transformée de Laplace 336 Développement en série de Fourier.
Applicatlons 338 L’ouvrage a pour ambition de présenter, de la manière la plus complète possible, le fonctionnement et les formulaires détaillés concernant les prlncpaux convertisseurs, qu’il y ait ou non réversibilité – hacheurs à transistors, à thyristors; – onduleurs à transistors; – redresseurs à diodes, à thyristors; – gradateurs à triac ou à thyristors. Dans le cas des onduleurs, l’auteur s’est intéressé tout particulièrement à la modulation de largeur d’impulsions, à sa commande et ses effets.
L’étude des perturbations introduite par les interrupteurs est bordée, avec une présentation de la compatibilité électromagnétique (CEM), des filtrages possibles, et surtout des systèmes permettant la réduction des harmoniques de courant du réseau. Les régimes transitoires jouent un rôle important dans le comportement des convertisseurs. L’auteur s’est efforcé de montrer comment un contrôle et une protection efficaces des composants de puissance peuvent éviter leur destruction.
Il a poursuivi en développant son discours sur les convertisseurs précédents, des résultats obtenus expérimentalement ou par simulation, jusqu’? l’aspect le plus oncret et le plus industriel possible de leur application. Cela explique les trois principales parties du livre : – partie A : on s’intéresse aux systèmes électroniques de commande qui permettent une action sur le transfert de puissance, soit par un opérateur, soit automatiquement. onsidère des convertisseurs industriels, en montrant leurs qualités et leur limite d’utilisation. Les développements mathématiques sont présentés en Annexe, en fin d’ouvrage. Nous y renvoyons le lecteur chaque fois que c’est nécessaire. Certains chapitres ainsi que l’Annexe sont complétés par une nalyse de certaines fonctions (spectre de Fourier) ou de fonctionnement (étude de formes d’onde) de convertisseurs en utilisant trois logiciels différents : Simulink. Pspice et LabVIEW.
Le choix de ces logiciels a surtout un but pédagogique. Cet ouvrage s’adresse aussi bien aux élèves ingénieurs, aux étudiants de maîtrise ou de troisième cycle, qu’aux industriels qui s’intéressent aux opportunités et aussi aux difficultés rencontrées dans la commande et le fonctionnement des convertisseurs. Je dédie cet ouvrage à mes deux petites filles Ariane et Maud, nées dans ce XXIe siècle rometteur en avancées scientifiques et technologiques. 2 Systèmes électroniques de commande I • COMMANDE ANALOGIQUE ET NUMERIQIJE.
UTILISATION DE COMPOSANTS PROGRAMMABLES 1 . 1 Commande analogique de convertisseurs à découpage . 1 Principe de la comm ertisseurs à découpage des sources de puissance utilisées par le convertisseur (voir le chapitre 5). En pratique, on choisit une période Te entre et Te = selon les composants électroniques utilisés. 100 1 000 Dans le cas des redresseurs ou des gradateurs, la période Te est un sous-multiple simple de la période T de la source alternative d’alimentation. En pratique, on a Te T/2 ou TB.
Les fonctions triangulaires, qu’elles soient symétriques ou asymétriques, servent ? la commande des composants constituant ces convertisseurs. La tension ve(t) est comparée à une tension continue de contrôle Uc pour obtenir la variation du transfert de puissance (voir chapitre 5). @ Dunod – La photocopie non autorisée est un délit. Te = 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 ).
Il s’agit le plus souvent de créer des fonctions, triangulaire symétrique tri(t), triangulaires asymétriques ou « dents de scie » ou même triangulaires asymétriques décalées scie_dec_m(t) et scie dec d t par un montage électronique (voir annexe présenter un schéma synoptique pour chacune des fonctions triangulaires, en utilisant des schémas blocs. 1 . 1. 3 Réalisation de la fonction triangulaire tri(t) Pour réaliser la fonction triangulaire symétrique tri(t), on utilise un amplificateur inverseur, un intégrateur, et un comparateur à hystérésis.
Le chéma bloc est présenté à la figure 1. 1. Figure 1. 1 – Schéma bloc pour obtenir le signal triangulaire tri(t). Selon l’état du comparateur à hystérésls, la tension vs(t) vaut + Vsat ou — Vsat. Les niveaux de basculement sont — VH et + VH- Le signal de commande ve(t) varie donc entre – VH et + VH. L’amplificateur est de gain k. , ce qui correspond à une intégration. Si vs vaut – Vsat, on Vs (s) obtient : On a ve Vsat•t Le basculement a lieu pour ve = VH et pourt 6 1 • Commande analogique et numerique 1. 1 Commande analogique de convertisseurs à déco PAGF ID 10 = Te /4.
