Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean-Paul LOUIS : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électricité et de mécanique - Docteur ès sciences - Professeur des universités à l’École normale supérieure de Cachan
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Bernard MULTON : Agrégé de Génie électrique - Docteur de troisième cycle - Professeur des universités à l’École normale supérieure de Cachan
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Yvan BONNASSIEUX : Agrégé de Génie électrique - Docteur de troisième cycle - Maître de conférences à l’École polytechnique
-
Michel LAVABRE : Agrégé de Physique appliquée - Professeur agrégé de l’École normale supérieure de Cachan
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les convertisseurs statiques constituent, au même titre que les machines à courant continu (mcc), un maillon fondamental des systèmes d’entraînement à vitesse variable. Ceux des mcc sont spécifiques et peuvent être classés en deux grandes familles :
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celle fonctionnant à partir du réseau alternatif ;
-
celle alimentée par une source de tension continue, éventuellement créée par redressement à partir du réseau.
Cet article décrit les principales structures réversibles ou non, leurs caractéristiques statiques et leur modélisation dynamique.
Les phénomènes de conduction discontinue mettent notamment en évidence un couplage fort entre la machine et le convertisseur, à l’origine de non-linéarités, mentionnées mais non traitées ici.
Enfin, on présente les principales architectures des structures de contrôle en courant et en vitesse de ces entraînements à vitesse variable.
Cet article constitue le second volet d’une série consacrée à la commande des machines à courant continu (mcc) :
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Commande des machines à courant continu (mcc) à vitesse variable [D 3 610] ;
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Convertisseurs statiques pour la variation de vitesse des mcc [D 3 611] ;
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Régulations des mcc : structures générales [D 3 612] ;
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Synthèse des régulations des mcc : méthodes [D 3 613] ;
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Régulations des mcc : problèmes et modélisation [D 3 614] ;
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Commande des machines à courant continu à vitesse variable. Pour en savoir plus [Doc. D 3 615].
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Commande des convertisseurs alternatif-continu1. Choix du type de convertisseur
La variation de vitesse s’effectue, le plus souvent, par la variation de tension d’induit, complétée, éventuellement, par la variation de la tension d’excitation. Les alimentations sont des amplificateurs, commandables par des tensions de faibles niveaux et constitués par des convertisseurs statiques dont les composants (thyristors, transistors) travaillent en commutation. Les tensions obtenues présentent des discontinuités et les courants doivent être filtrés. Ce filtrage est naturellement créé par l’inductance du moteur, si elle est suffisante, sinon par une inductance additionnelle. Le choix du convertisseur et de son environnement est effectué à partir de considérations sur la réversibilité, la source, la puissance à fournir, les perturbations électromagnétiques, la bande passante souhaitée et, bien sûr, de critères éco-nomiques.
1.1 Réversibilité
Les machines sont naturellement réversibles. Pour bénéficier de cette propriété, il faut que le convertisseur et la source soient également réversibles. Si la source ne l’est pas, on ne peut pas récupérer l’énergie lors du fonctionnement en frein de la machine, mais on peut la dissiper dans des rhéostats (réversibilité dissipative).
Le fonctionnement du moteur dans les quatre quadrants du plan
a été décrit sur les figures 7 et 8 de l’article [D 3 610]. Par ailleurs, le signe du couple c change si l’on change le signe du courant ou celui du flux (cf. équation (1) de [D 3 610]). La figure 1 donne les différents cas possibles d’alimentation de l’induit et de l’inducteur pour accéder aux quatre quadrants. On peut se limiter à un ou deux quadrants et utiliser des alimentations non réversibles (cas du pont monophasé mixte, très simple et très économique), mais alors les transitoires sont nécessairement lents, puisque la machine ne peut pas freiner...
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Choix du type de convertisseur
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALSTHOM - Notices techniques et notices d’entretien de variateurs triphasés unidirectionnels et bidirectionnels - (1987).
-
(2) - ALLEGRO - Hall-Effect IC applications guide – Guide d’application des circuits intégrés à effet Hall. - Note d’Application 27701B d’Allegro Microsystems Inc.
-
(3) - AMIN (M.H.) - Étude d’une méthode de commande optimale par placements de pôles. Application à une machine électrique. - Thèse D.I., I.N.P.L., Nancy (2 oct. 1980).
-
(4) - ANDRÉ (P.), KAUFFMANN (J.M.), LOTHE (E.), TAILLARD (J.P.) - Les robots t. 4, Constituants technologiques - . Hermès (1983).
-
(5) - BAUSIÈRE (R.), SEGUIER (G.), LABRIQUE (F.) - Les convertisseurs de l’électronique de puissance. t.3. La conversion continu-continu. - 392 p., Tec-Doc. (1987).
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(6)...
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