Les montages Hacheur tudes montages HACHEUR Sbastien GERGADIER

Les montages Hacheur Études montages HACHEUR Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu

Les montages Hacheur Plan de la présentation Introduction et généralités Présentation application support Objectifs des montages Hacheurs Structure d’un variateur de vitesse pour MCC Le montage hacheur série à conversion directe Principe Valeurs moyenne et efficace de sortie Le montage hacheur parallèle à conversion directe Principe Valeurs moyenne et efficace de sortie Les montages hacheur à conversion indirecte Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Introduction et généralités AGIR Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Énergie Électrique Continue Montage Hacheur Énergie Électrique Continue

Les montages Hacheur PRESENTATION DU SUPPORT Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 MACHINE DE CONDITIONNEMENT DE COMPRIMES

Les montages Hacheur PRESENTATION DU SUPPORT Signalisation lumineuse : Balise Chaîne d’information Commandes utilisateur Niveau trémie Présence palette Affichage production ACQUERIR TRAITER Capteurs TOR Capteurs ultra son API COMMUNIQUER Flacon vide sur palette avec un bouchon Boîtier de commande Ordres Alimentations électrique et pneumatique ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR Prise réseau Contacteurs Moteurs CC + Prise pneumatique Variateur de vitesse Vérins Chaîne d’énergie Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 TRANSMETTRE Remplir le flacon de comprimés Réducteurs Vibreur Convoyeur … Flacon rempli du nombre de comprimés désiré et bouché

Les montages Hacheur Introduction et généralités Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Objectif : Obtenir une tension continue variable à partir d’une source continue fixe.

Les montages Hacheur Introduction et généralités STRUCTURE INTERNE D’UN VARIATEUR POUR MCC CVS Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 MCC

Les montages Hacheur Introduction et généralités STRUCTURE ELECTRONIQUE D’UN VARIATEUR POUR MCC Montage Redresseur PD 3 Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Filtre LC Montage Hacheur

Les montages Hacheur Introduction et généralités Première possibilité : Montage diviseur de tension Si Id = 0, alors : Si Id ≠ 0, alors : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Inconvénients : Relation qui dépend de Rc. Rendement très faible.

Les montages Hacheur Introduction et généralités Le rendement est maximal pour : Soit pour α=0. 5, on a : Donc 84% de la puissance fournie par la source est perdue par effet Joule, et n’est donc pas transmise à la charge. Montage jamais utilisé en électronique de puissance. Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Introduction et généralités Seconde possibilité : Utilisation d’un convertisseur statique CVS On utilise un interrupteur à la place des résistances R 1 et R 2. Conséquences : Plus de puissance perdue par effet Joule (si K parfait) Circuit supplémentaire pour la commande de l’interrupteur Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Introduction et généralités La commande de l’interrupteur K est périodique de période T. État de K 1 0 temps 0 ton T On note α le rapport entre le temps de conduction ton par rapport à la période T. Deux possibilités : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 faire varier ton avec T constant faire varier T à ton constant.

Les montages Hacheur Montage hacheur série Schéma de principe d’un hacheur série Charge homogène à une source de courant Machine à courant continu par exemple. 3 Phases possibles : K est fermé, donc ud = +U Conduction continue K est ouvert et id ≠ 0, donc ud = 0 K est ouvert et id = 0, donc ud = +Ec Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 On suppose les interrupteurs parfaits. Conduction discontinue

Les montages Hacheur Montage hacheur série En conduction continue (courant de charge ininterrompue) : Phase 1 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants qui a pour solution : Conditions initiales : soit Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Donc :

Les montages Hacheur Montage hacheur série Phase 2 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants qui a pour solution : Conditions initiales : soit Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Donc :

Les montages Hacheur Montage hacheur série Tension aux bornes de la charge Courant dans l’interrupteur Courant dans la diode Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Montage hacheur série Phase 1 : Phase 2 : Expression des courants min et max : En t = αT : En t = T : Ondulation du courant dans la charge : Si T<<τ, on utilise un développement limité à l’ordre 1 de l’exponentielle en 0 : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Cela revient à négliger la résistance Rc.

Les montages Hacheur Montage hacheur série Ondulation maximale du courant dans la charge : Ondulation maximale pour : Soit pour : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Montage hacheur série Formes d’ondes de la tension et du courant en sortie : Valeur moyenne de la tension de sortie : Donc : On a aussi : Si on néglige la résistance Rc, on a de même : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Comme la vitesse de rotation est proportionnelle à Ec, on peut régler celleci en agissant sur α.

Les montages Hacheur Montage hacheur série Si on désire disposer d’une alimentation continue réglable, la source de sortie doit être considérée, vu de la charge, comme une source de tension. On parle alors d’alimentation à découpage. On peut placer un condensateur pour changer la nature de la source de sortie. K L U D C CHARGE Filtre passe-bas Or, en vertu des règles d’association des sources, il faut placer une inductance. Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 On rappelle que tout signal x(t) est décomposable comme :

Les montages Hacheur Montage hacheur série Dimensionnement du filtre LC : Conventions : L’inductance L se détermine comme pour une charge du type source de courant. L’impédance d’un condensateur de capacité C notée Zc s’exprime par : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Donc, la composante continue (ω=0) du courant ne circule pas dans le condensateur.

Les montages Hacheur Montage hacheur série Or : Donc : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Montage hacheur parallèle Schéma de principe d’un hacheur parallèle 3 Phases possibles : K est fermé, donc u. K = 0 K est ouvert et il ≠ 0, donc u. K = u. D K est commandé et il =0, donc u. K = U Conduction continue Conduction discontinue On suppose les interrupteurs parfaits. Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 On suppose aussi que la capacité C est suffisamment élevée pour que u. D(t)=constante=u. D 0

Les montages Hacheur Montage hacheur parallèle Phase 1 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants. Condition initiale : Donc : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Montage hacheur parallèle Phase 2 : Équation différentielle du premier ordre à coefficients constants. Condition initiale : Donc : Il faut que le courant diminue, il faut donc que : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Montage hacheur parallèle Formes d’ondes signaux : Expression de la tension moyenne de sortie Ud 0 : Soit : Donc : Si pas de pertes dans le CVS : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Montage hacheur parallèle En théorie, la valeur moyenne de la tension de sortie est infinie pour α=1, Mais en pratique elle est limitée, car l’étude à été menée avec des composants supposés parfaits. (voir TD) Dimensionnement de l’inductance l : Ondulation du courant dans la source ∆Il : Phase 1 : Phase 2 : Donc : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

Les montages Hacheur Montage hacheur parallèle Dimensionnement de la capacité du condensateur C : On tient compte désormais de l’ondulation de la tension ud(t). Cette ondulation est due à la composante alternative du courant dans la charge. Pour , on a : Donc, en t=αT, on a : Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1 Soit, en fait :

Les montages Hacheur Montage à conversion indirecte VOIR TD Sébastien GERGADIER Lycée Richelieu TSI 1

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