Électronique de puissance - mécatronique - 4. interfaces de puissance

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university-logo Introduction Conversion en tension/courant continu Conversion continu PWM Électronique de puissance - Mécatronique 4. Interfaces de puissance Valentin Gies ISEN Valentin Gies Électronique de puissance - Mécatronique

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    lectronique de puissance - Mcatronique4. Interfaces de puissance

    Valentin GiesISEN

    Valentin Gies lectronique de puissance - Mcatronique

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Plan du cours

    1 Introduction

    2 Conversion en tension/courant continuSourcesFiltrage

    3 Conversion continu PWMStructure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Valentin Gies lectronique de puissance - Mcatronique

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Interfaces de puissance

    Les interfaces de puissance ou comment piloter un moteur(30A) laide dun DSP (50mA) ?

    Valentin Gies lectronique de puissance - Mcatronique

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Principe dune interface de puissance

    Une conversion en 2 tapes :Conversion en courant ou tension continu :

    Continue : Batterie, convertisseur DC/DC... + FiltreRedresse : Pont Redresseur + Filtre

    Conversion continu PWMHacheur : tension/courant continu rglableOnduleur : tension/courant priodique

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    SourcesFiltrage

    Conversion en courant ou tension continue : sources

    Sources continues : BatteriesSource de tension Attention limiter le courant par desprotections (fusible...)

    Sources redresses : Pont redresseursRedressement non command

    Inconvnients : pas de rglage du niveau de tension

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    SourcesFiltrage

    Conversion en courant ou tension continue : sources

    Sources redresses (suite) : Pont redresseursRedressement command :

    Atout : tension moyenne rglable en sortieInconvnients : besoin dune commande pour piloter lesinterrupteurs (impulsions ou PWM).

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    SourcesFiltrage

    Conversion en courant ou tension continue : filtrage

    Source de tension continue :Redressement non command sur charge RC

    Condensateur : impose une tension continue en sortie

    Rsistance : rgle la valeur du courant moyen (puissanceactive)

    Inconvnients : Pics de courant - limit aux faibles puissances(Radio-rveil, PC...).

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    SourcesFiltrage

    Conversion en courant ou tension continue : Filtrage

    Source de courant continu :Redressement non command sur charge RL

    Bobine : lisse le courant en sortie

    Rsistance : rgle la valeur du courant moyen (puissanceactive)

    Utilisation : Alimentation de puissance pour onduleurs

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Pourquoi piloter une machine laide de PWM ?

    On souhaite :

    Rgler la valeur de la tension moyenne (hacheur depilotage de MCC par exemple)

    Gnrer une tension/ un courant priodique (onduleur depilotage de machine synchrone ou asynchrone)

    Pb : Il nexiste pas damplificateur analogique de puissancesuffisante pour alimenter les machines avec une tension / uncourant variable continment on rgle la tension moyenne en commutant entre +E et Eavec un rapport cyclique variable (PWM).

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Structure lectronique : Pont en H

    Principe de fonctionnement :

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Structure lectronique : Pont en H

    Tension aux bornes de la charge : +E et +E enalternance tension moyenne rglable [E ; +E ].

    Courant dans la charge liss par la bobine (au besoin onrajoute les inductances de lissage) :

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Structure lectronique : Pont en H

    Proprits :Rversibilit en tension :

    < Ucharge > [E ; +E ]

    Rversibilit en courant :

    < I > [Imax ; +Imax ]

    Fonctionnement 4 quadrants :

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Pilotage dun pont en H

    Commande PWM (Pulse Width Modulation) intersective :

    Commande en boucle ouverte : pas dobservation ducourant.

    Frquence fixe : facilite llimination des harmoniques

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Pilotage dun pont en H

    Commande en fourchette :

    Commande en boucle ferme : on compare la consigne aucourant rel.

    Frquence variable.

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Onduleur Triphas

    Onduleur triphas :

    Extension du pont en H trois branches.

    Consignes dentre sinusodales : pilotage des MAS, MS...

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Onduleur Triphas

    Onduleur triphas :

    La tension moyenne en sortie varie sinusodalement frquence rglable (f fhachage)

    Frquence de hachage : fhachage ' 20kHz

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Hacheur 4 quadrants

    Hacheur 4 quadrants :

    Pont en H : Permet de rgler la tension moyenne

    Utilis pour le pilotage des MCC

    Rq : Il existe dautres hacheurs (1 et 2 quadrants) plus simples et non

    dvelopps ici.

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Hacheur 4 quadrants

    Hacheur 4 quadrants :

    Exemple de pont en H intgr : LM 18200 (NationalSemiconductor)

    Capteur de mesure de courant intgr

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    IntroductionConversion en tension/courant continu

    Conversion continu PWM

    Structure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur

    Questions ?

    Questions

    Contact : [email protected]

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    IntroductionConversion en tension/courant continuSourcesFiltrage

    Conversion continu PWMStructure lectronique : pont en HPilotage du pont en HHacheur et onduleur