La Conversion La Conversion Continu - Continu: Continu

La Conversion
Continu - Continu:
Les Hacheurs
COMPAOR
RE Innocent
Introduction
Les Hac
cheurs
2008-2
2009
‰ Les hacheurs réalisent la conversion continu-continu
‰ Principale application: Alimentation des machines à courant continu à
vitesse variable.
‰ Selon le sens de transfert de l’énergie (fonctionnement en moteur ou en
génératrice), on distingue plusieurs structures,
‰ Le fonctionnement en génératrice correspond généralement à une phase de
freinage (hacheur réversible).
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Les Hac
cheurs
Analyse du fonctionnement des hacheurs
Hypothèses et propriétés générales
1) O
On suppose que l’
l’ondulation
d l ti résiduelle
é id ll de
d la
l tension
t i aux borne
b
de
d la
l
résistance de charge est négligeable devant sa valeur moyenne
2) On suppose que L est une inductance pure
On utilise aussi les propriétés suivantes pour le calcul des différentes
grandeurs en régime
g
g
permanent:
p
‰ La tension moyenne aux bornes d’une inductance est nulle (pas
d’accumulation
d
accumulation dd’énergie
énergie dans ll’inductance)
inductance)
‰ Le courant moyen dans un condensateur est nul (pas d’accumulation d’énergie dans le condensateur)
‰ La
L puissance
i
moyenne à l’entrée
l’
é est égale
é l à la
l puissance
i
moyenne
à la charge (pas de pertes dans le convertisseur)
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Les Hac
cheurs
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Hacheur dévolteur (Buck)
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Hacheur dévolteur (Buck)
(
)
Analyse du fonctionnement
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H
Hypothèse
thè iinitiale
iti l sur l’ét
l’étatt d
du circuit:
i it t < 0,
0 la
l diode
di d D estt amorçée
é ett I(0) = Imin
Séquence de commutation:
– A t = 0, on amorçe le transistor alors que le courant dans l’inductance IL(0) =
Imin
– Laa diode
d ode D et lee transistor
t a s sto sont
so t amorçés
a o çés ensemble
e se b e
– Cela court-circuite la source de tension
– Le courant de court-circuit augmente rapidement et IT=Icc ID=Imin-Icc
Lorsque ID= 0, VD = -E < 0 Le transistor conduit seul
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur dévolteur (Buck)
(
)
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Hacheur dévolteur (Buck)
(
)
Analyse du fonctionnement
Les Hac
cheurs
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2009
Séquence de commutation:
–
–
–
–
A t = ton,
ton on bloque le transistor alors que I(ton) = Imax
On interrompt le courant dans l’inductance
Il apparaît une surtension : VL=L.dI(t)/dt → - ∞
Dès que VD=-Vch-VL >0
=> La diode s’amorçe instantanément et VT = E
=> Il y a une commutation
i de
d courant du
d transistor
i
vers
la diode.
A la fin de la séquence de commutation, la diode conduit seule et
ID = Imax
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Analyse du fonctionnement
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2009
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Hacheur dévolteur (Buck)
(
)
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Analyse du fonctionnement
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2009
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Hacheur dévolteur (Buck)
(
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Formes d’ondes
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Hacheur dévolteur (Buck)
(
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Modèle continu équivalent
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Hacheur dévolteur (Buck)
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Ondulation du courant
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Hacheur survolteur (Boost)
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur survolteur (Boost)
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur survolteur (Boost)
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Hacheur survolteur (Boost)
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur survolteur (Boost)
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur survolteur (Boost)
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Formes d’ondes
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Modèle continu équivalent
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Ondulation du courant
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Hacheur survolteur (Boost)
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
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Analyse du fonctionnement
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
(
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Formes d’ondes
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
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Modèle continu équivalent
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
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Ondulations du courant
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Hacheur dévolteur-survolteur (Buck-Boost)
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)
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COMPAOR
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Hacheur réversible en courant
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Les Hac
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Hacheur réversible en courant
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Les Hac
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Entraînement à vitesse variable d’une
machine à courant continu
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Hacheur réversible en tension avec
modulation (+E, 0) et (-E,0)
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Les Hac
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2009
Hacheur réversible en tension
avec modulation (+E, -E)
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Les Hac
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2009
Entraînement à vitesse variable
d’une
d
une machine à courant continu
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2009
Hacheur réversible en courant
et en tension
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2009
Hacheur réversible en courant
et en tension
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2009
Exemples d’applications des hacheurs
réversibles pour un entraînement à vitesse
variable avec des MCC
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2008-2
2009
Entraînement à vitesse variable d’une
machine à courant continu
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