Compte Rendu TP Onduleur [PDF]

Zitiervorschau

Compte rendu de TP N°3 : Conversion continu-alternatif (Onduleur)

Réalisé par : Abdallah BELCAID Imane CHAOUKI Oualid EL FAHLI Chaimae KARROUM Encadré par : M.Abdelouahd MESBAHI Classe : 2ème année Génie Electrique option Systèmes Electriques et Energies Renouvelables GESEER Groupe : Groupe 2

Année universitaire : 2018-2019

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I.

Introduction :

Un onduleur est un dispositif d'électronique de puissance permettant de générer des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie électrique de tension ou de fréquence différente. C'est la fonction inverse d'un redresseur.

II.

But de TP : Réaliser une commande symétrique d’un onduleur de tension en pont avec les charges R, RL, RL avec source de courant et RL avec source de tension ; Réaliser une commande décalée d’un onduleur de tension en pont avec la charge RL avec source de courant ; Réalisation d’une commande symétrique et décalée d’un onduleur de tension triphasé.

III. -

Partie simulation : Source de tension continue Ve=100V. Charge est de type RL en série avec une fém. E avec R=10 Ω et L=40mH. Source de courant.

La commande est pilotée par une horloge de fréquence 50Hz. 3.1.Onduleur de tension en Pont Commande Symétrique : Cette structure est identique à celle d’un hacheur quatre quadrants. Seule la commande des interrupteurs et la nature de la charge varient. Voici le montage réalisé sous le logiciel PSIM :

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o Charge R : Pour que la charge soit purement résistive nous avons court-circuité la source de courant. Nous avons réglé la durée de simulation à 0.14s et le temps d’affichage à 0.06s. Avec SimView nous avons relevé : 1) Les formes d’ondes des signaux de commande Bas et Haut : Il s’agit d’une commande pleine onde, simultané ou symétrique.

2) Les formes d’ondes de Vch,Ich, Ie :

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o Les valeurs moyennes et efficaces : Pour Vch : 1

𝑇

Vchmoy=𝑇 ∫0 𝑉𝑐ℎ(𝑡)𝑑𝑡 = 0 Vch-eff² =

2

𝑇 2

∫ 𝑉𝑒² 𝑑𝑡 =

𝑇 0



2∗𝑉𝑒² 𝑇

𝑇

∗ 2 = 𝑉𝑒 2

Vcheff = Ve = 100 V.

Pour Ich : Ichmoy= 0 Icheff = 10 A 3) L’analyse spectrale du courant et tension dans la charge en limitant l’échelle à 60 Hz

4) Les valeurs efficaces des fondamentaux de Ich et Vch : Ich-f = 12.5 A Vch-f = 125 V 5) Les courants et tension dans les interrupteurs de puissance (K1 et K2) :

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6) Si on modifie le rapport cyclique de la commande, le convertisseur devient un hacheur. o Charge RL : On a réglé les paramètres de la charge pour qu’elle soit de type RL 1) Les formes d’ondes de Vch,Ich, Ie :

o Les valeurs moyennes et efficaces : Pour Vch : Vch-moy = 0 Vch-eff = 100 V

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2) L’analyse spectrale du courant et tension de la charge en limitant l’échelle à 60 Hz :

3) Les valeurs efficaces des fondamentaux de Ich et Vch : Vch-f = 125 V Ich-f =8 A 4) Les courants et tension dans les interrupteurs de puissance (K1 et K2)

o Charge RL-Source de courant : On a réglé les paramètres de la charge pour qu’elle soit RL en série avec une source de courant, et on a ajouté deux capteurs (un de courant et l’autre de tension) pour prélever Ich et Vch

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Avec SimView nous avons relevé : 1) Les formes d’ondes de Vch et Ich :

2) L’analyse spectrale du courant et tension dans la charge en limitant l’échelle à 60 Hz.

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o Mesure d’amplitude des trois premiers Harmoniques : Harmoniques

Vch

Ich

1

40.26 V

1.032 A

2

23.28 V

0.36 A

3

17.46 V

0.19 A

o Charge RL-Source de Tension : On a remplacé la source de courant par une source de tension dont les propriétés sont données ci-dessous :

Le montage sera comme suit :

1) Les formes d’ondes de Vch,Ich et Ie

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2) L’analyse spectrale du courant et tension dans la charge et aussi le courant Ie en limitant l’échelle à 60 Hz :

o L’amplitude des trois premiers Harmoniques :

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Harmoniques

Vch

Ich

1

41.95V

1.07 A

2

25.31 V

0.39 A

3

16.37 V

0.18 A

3.2.Onduleur de tension en pont commande décalée : Cette commande a pour avantage que la tension de blocage de chaque interrupteur est égale à la tension maximale aux bornes de la charge. Cette structure permet l’élimination des harmoniques avec d’autres types de commande avancées MLI. o Conception d’une commande décalée pour l’onduleur de tension monophasé : Comme conception nous avons proposé la structure suivante :

o Charge RL-Source de courant : Pour 30 ° : Le montage est le suivant :

1) Les formes d’ondes des signaux de commande des interrupteurs BAS et HAUT :

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2) Les formes d’ondes de Vch, Ich et Ie :

3) Analyse spectrale du courant et tension dans la charge (Limitation d’échelle en 19ème échelle)

Observation : -

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On remarque que les harmoniques impaires de V charge non nuls si on les limite en 19ème harmonique pour 30°. Les harmoniques de I charge sont nuls sauf l’harmonique 1 pour l’angle 30°. Pour 60° : Le montage est le suivant :

1) formes d’ondes des signaux de commande des interrupteurs BAS et HAUT :

2) Les formes d’ondes de Vch, Ich et Ie :

3) Analyse spectrale du courant et tension dans la charge (Limitation d’échelle en 19ème échelle)

Observation : -

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Les harmoniques pair et impair de V charge sont non nuls si on les limite en 19ème harmonique avec une angla de décalage de 60°. Tous les harmoniques sont nuls pour I charge sauf l’harmonique 1 pour l’angla de décalage 60°. Pour 90° : Le montage est le suivant :

1) Formes d’ondes des signaux de commande des interrupteurs BAS et HAUT :

2) Les formes d’ondes de Vch, Ich et Ie :

3) Analyse spectrale du courant et tension dans la charge (Limitation d’échelle en 19ème échelle)

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Observation : -

Les harmoniques pair et impair de V charge sont non nuls si on les limite en 19ème harmonique avec une angla de décalage de 90° (La même chose pour 60°). Tous les harmoniques sont nuls pour I charge sauf l’harmonique 1 pour l’angla de décalage 90° (La même chose pour 60°).

Conclusion générale : Pour l’angle 30° on remarque que les harmoniques paires sont nuls par contre pour les autres angles 60° et 90° ils sont non nuls. 3.3.Onduleur de tension triphasé : L’onduleur triphasé en pont est constitué de trois cellules de commutation (association des 3 onduleurs en demi-point). 3.3.1. Commande décalée 120° : Après tout réglage de fcem et des blocs de commande de T1 à T6 pour avoir une commande décalée de 120°.

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1) Les formes d’ondes des signaux de commande des interrepteurs T1 à T6 :

2) Les formes d’ondes de VAN ,UAB, IA et Ie

3) Analyse spectrale des grandeurs VAN ,UAB, IA et Ie (Limitation d’échelle en 19ème échelle)

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Observation : Les harmoniques de VAN ,UAB sont non nuls par contre on trouve les harmoniques du courant IA sont nuls sauf l’ahrmonique 3 et 7 et 9. Pour Ie les harmonique 0 et 4 et 14 et 18 non nuls. 3.3.2. Commande décalée 180° : Après tout réglage de fcem et des blocs de commande de T1 à T6 pour avoir une commande décalée de 180°.

1) Les formes d’ondes des signaux de commande des interrepteurs T1 à T6 :

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2) Les formes d’ondes de VAN ,UAB, IA et Ie :

3) Analyse spectrale des grandeurs VAN ,UAB, IA et Ie (Limitation d’échelle en 19ème échelle)

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Conclusion

L’objectif de ce TP N°2 c’est de relever et analyser les formes d’onde à la sortie d’un onduleur monophasé en pont commande décalée, ainsi pour l’onduleur triphasé pour deux types de commande ; une commande à pleine onde et une commande décalée. Nous avons pu visualiser l’effet de décalage sur les harmoniques de différentes caractéristiques dans la charge.

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