Cours STS2 06 Absorption Sinus [PDF]

Zitiervorschau

H4 ABSORPTION SINUSOÏDALE I)

Introduction.......................................................................................................................................................................... 2

I.1)

Principe.....................................................................................................2

I.2)

Alimentation stabilisée à absorption sinusoïdale de courant............................................3

I.2.1)

Schéma de principe......................................................................................3

I.2.2)

Stratégie de commande du hacheur élévateur........................................................3

I.2.3)

Remarques................................................................................................4

I.3) 

Montages triphasés........................................................................................4 Redresseur à absorption sinusoïdale de courant.............................................................4

H4 ABSORPTION SINUSOÏDALE

Introduction Afin de réduire les harmoniques d’une charge polluante diverses solutions ont déjà été vues :  Réduire les courants harmoniques des charges déformantes (inductance de lissage)  Abaisser l’impédance harmonique de la source  Agir sur la structure de l'installation (séparer les pollueurs des systèmes sensibles)  Confiner les harmoniques (Transfo Y-Z)  Utilisation d'inductances anti-harmoniques (pour protéger les condensateurs de relèvement de facteur de puissance par une mise en série d’une inductance accordé sur une fréquence pauvre en harmoniques)  Filtres passifs d'harmoniques (court circuite les harmoniques par un filtre LC)  Les filtres actifs qui génèrent un courant s’opposant aux harmoniques rendant ainsi leur somme nulle Le prélèvement sinusoïdal est une technique qui permet aux convertisseurs statiques d'absorber un courant très proche d'une sinusoïde, avec, en plus, un cosinus  proche de l'unité, c’est une technique très intéressante qui devrait être de plus en plus utilisée. On parle alors de convertisseurs « propres »

Principe Il consiste à forcer le courant absorbé à être sinusoïdal. Les convertisseurs propres utilisent de façon générale la technique de commutation dite MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion), souvent nommée PWM (Pulse Width Modulation). Le redresseur fournit une puissance alternative alors que la charge consomme une puissance continue. L’inductance et le condensateur stockent l’énergie nécessaire à cette adéquation et permettent de respecter les règles d'interconnexion des sources. Le convertisseur se comporte donc vis-à-vis du réseau comme une force contre-électromotrice, un « générateur de tension sinusoïdale » et le courant sinusoïdal est obtenu en intercalant une inductance entre le réseau et la source de tension.

La modulation de la tension est obtenue par l'intermédiaire d'un asservissement visant à maintenir le courant au plus près de la sinusoïde de tension souhaitée. Même si d'autres charges non linéaires élèvent le taux de distorsion de la tension du réseau, la régulation peut agir de façon à prélever un courant sinusoïdal. Les faibles courants harmoniques résiduels ont une fréquence qui est celle de la modulation, et de ses multiples. La fréquence est liée aux possibilités des semi-conducteurs utilisés En raison de sa simplicité de mise en œuvre, le schéma de la figure ci-dessous est celui le plus souvent retenu.

Alimentation stabilisée à absorption sinusoïdale de courant. Schéma de principe

Stratégie de commande du hacheur élévateur Le transistor est commandé en bloqué saturé donc : 

Lorsque C(t)=1, T est passant, D est bloquée (VD=-VS) donc

Vréd = L

dired + VT donc dired = Vréd > 0 . Le dt {0 dt L

Vréd = L

dired di V - VS + VS donc red = réd : Le dt dt L

courant croît 

Lorsque C(t)=0, T est bloqué, T est passante (iD=-iréd) donc

courant croît si VS < Vréd et décroît sinon. Si la condition VS >Vréd est remplie, il est possible à tout instant de faire augmenter ou diminuer le courant dans L. En contrôlant les temps respectifs de conduction et de blocage du transistor T, il est ainsi possible de forcer l'évolution temporelle du courant dans L. Les instants de commutation sont générés par un comparateur à hystérésis entre une tension image du courant désiré (kVréd) et la tension image du courant mesuré Les écarts de iL par rapport à la sinusoïde sont d'autant plus réduits que les instants de commutation de T sont rapprochés, c'est-à-dire que la fréquence de découpage est élevée

Remarques 

Le transistor T (qui est le plus souvent de technologie MOS)

Montages triphasés

Nous retrouvons ici le montage précédent dans lequel la self est placée en amont des redresseurs; le principe de fonctionnement est le même. Le système de contrôle pilote chaque bras de puissance, et force le courant absorbé sur chaque phase à suivre la consigne sinusoïdale. Aujourd’hui il n’existe pas de convertisseurs triphasés propres sur le marché car le surcoût est important. L’évolution de la normalisation peut l’imposer.

Redresseur à absorption sinusoïdale de courant. Le redresseur monophasé 4 quadrants à MLI, réalisé à partir d’une structure en pont complet. Le principe de fonctionnement est d’abord analysé puis le dimensionnement des éléments de filtrage et des boucles de régulation sont étudiés. L'objectif est de prélever un courant "quasi-sinusoïdal",