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1 - CHOIX DU TYPE DE CONVERTISSEUR

2 - COMMANDE DES CONVERTISSEURS ALTERNATIF-CONTINU

3 - CONVERTISSEURS À MODULATION DE LARGEUR D’IMPULSION (HACHEURS OU REDRESSEURS)

4 - MODÉLISATION DES CONVERTISSEURS EN RÉGIME DYNAMIQUE

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D3611 v1

Modélisation des convertisseurs en régime dynamique
Convertisseurs statiques pour la variation de vitesse des mcc

Auteur(s) : Jean-Paul LOUIS, Bernard MULTON, Yvan BONNASSIEUX, Michel LAVABRE

Date de publication : 10 févr. 2003

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Auteur(s)

  • 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

  • Bernard MULTON : Agrégé de Génie électrique - Docteur de troisième cycle - Professeur des universités à l’École normale supérieure de Cachan

  • 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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INTRODUCTION

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 :

  • 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) :

  • Commande des machines à courant continu (mcc) à vitesse variable [D 3 610] ;

  • Convertisseurs statiques pour la variation de vitesse des mcc [D 3 611] ;

  • Régulations des mcc : structures générales [D 3 612] ;

  • Synthèse des régulations des mcc : méthodes [D 3 613] ;

  • Régulations des mcc : problèmes et modélisation [D 3 614] ;

  • Commande des machines à courant continu à vitesse variable. Pour en savoir plus [Doc. D 3 615].

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d3611


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4. Modélisation des convertisseurs en régime dynamique

Dans ce paragraphe, nous nous proposons de représenter les convertisseurs en tant qu’amplificateurs dont l’entrée est la tension de commande et la sortie de la tension v, approchée par sa valeur moyenne appliquée aux bornes du moteur.

Le principe de fonctionnement des convertisseurs est fondamentalement échantillonné, puisque la commande n’agit effectivement qu’aux instants d’allumage ou de blocage ; il est également non linéaire. L’étude rigoureuse de ces systèmes devient rapidement complexe et exige des outils spécialisés que nous présenterons ultérieurement.

Pour rester dans le cadre des asservissements linéaires classiques, il est traditionnel d’admettre des approximations qui sont justifiées dans les cas suivants :

  • bande passante de la régulation réduite par rapport à la fréquence de commande ;

  • courants suffisamment lissés pour que les grandeurs instantanées soient proches de leurs valeurs moyennes ;

  • faible durée des phénomènes de commutation (par exemple de l’empiétement) ;

  • exclusion des cas trop fortement non linéaires (comme le régime discontinu).

Avec ces hypothèses, on peut assimiler le convertisseur complet (l’allumeur et le montage de puissance, représentés figure 4) à un amplificateur de gain déterminé à partir de la caractéristique de transfert en régime statique. Si celle-ci est non linéaire,...

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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).

  • (6)...

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