COMMANDE D’UN ONDULEUR TRIPHASE PAR MLI VECTORIELLE

GENERALITES SUR LES ONDULEURS 

 Les convertisseurs continus alternatifs permettant la transformation de l’énergie continue fournie par des accumulateurs de stockage, par redressement du réseau, ou par les cellules photovoltaïques, …, en énergie alternative d’une forme sinusoïdale [18]. Cette transformation peut être obtenue par deux moyens à savoir : ü Les convertisseurs tournants qui sont constitués d’un moteur à courant continu couplé a un alternateur, ils sont de moins utilisés à cause de leur rendement relativement faible et le coût de réalisation et d’entretien assez élevés. ü Les convertisseurs statiques reposant sur l’emploi des dispositifs de conversion à semiconducteurs. Les raisons qui font de ce type des convertisseurs les plus utilisés sont : ü La simplicité de leur installation. ü Leur rendement plus élevé et largement plus économique. ü Transfert de puissance peut-être contrôlé et même régulé. ü Système moins encombrant et moins lourd. ü Un coût relatif, en baisse grâce aux progrès dans la fabrication et le montage des composants. Dans ce chapitre, nous allons présenter des généralités sur l’onduleur et une brève étude sur les différents montages et les types des onduleurs. 

Définition d’un onduleur

Un onduleur est un convertisseur statique qui assure la conversion continu – alternatif, par exemple, si on dispose à l’entrée d’une tension continue et, grâce à des semiconducteurs, on peut obtenir entre les bornes du récepteur une tension tantôt positive, tantôt négative. Par une séquence adéquate de commande des semi-conducteurs. Il est donc possible de produire à la sortie du convertisseur une tension alternative de valeur moyenne nulle. Cette tension peut comporter un ou plusieurs créneaux par alternance, soit qu’il s’agit d’une commande à un créneau par alternance ou d’une commande par modulation de largeur d’impulsions (Pulse Width Modulation) [18]-[15]. 1.3 Classification des onduleurs Les montages onduleurs sont très nombreux en fonction de leurs applications, de leurs structures et de leurs commandes. Nous pouvons classer les onduleurs comme suit [19] :

Le nombre de phases de la charge : on distingue: ü les onduleurs monophasés ü les onduleurs triphasés. 

La nature de la source ü L’onduleur de tension : alimenté par un générateur de tension continue, il impose par sa commande la tension u(t); la charge impose alors l’intensité i(t). ü L’onduleur de courant : alimenté par un générateur de courant continu, il impose par sa commande le courant i(t); la charge impose la tension u(t).

La structure du convertisseur

On trouve des structures en demi-point, en pont, avec transformateur.

La nature des interrupteurs

Interrupteurs commandés à l’ouverture et à la fermeture (Transistor bipolaire, MOSFET, IGBT, GTO), ü Interrupteurs commandés à la fermeture (Thyristors) avec blocage naturel ou forcé, ü Interrupteurs commandés à l’ouverture (Thyristor dual).

Le mode de commande

On distingue les stratégies de commande suivante ü Commande pleine onde. ü Commande décalée. ü Commande à modulation de largeur d’impulsion (MLI) 

Les applications des onduleurs 

Parmi les nombreux domaines d’emploi des onduleurs, on trouve principalement les onduleurs à fréquence fixe à commutation forcée: alimentés le plus souvent par une batterie d’accumulateurs. Ils jouent d’ordinaire le rôle d’alimentation de sécurité, ils constituent à ce titre, les onduleurs à fréquence variable à commutation forcée : alimentés à partir du réseau industriel par l’intermédiaire d’un montage redresseur, ils délivrent une tension de fréquence et de valeurs efficaces nécessaires pour faire tourner à vitesse variable un moteur à courant alternatif [5]. L’onduleur de secours pour le matériel informatique permet d’assurer la continuité de l’alimentation en cas de coupures sur le réseau, il permet aussi de filtrer les éventuels défauts de la tension du réseau (parasites ou surtensions) [2]. 1.4.1 Réglage de la vitesse de rotation d’un moteur synchrone La vitesse d’un moteur synchrone est fixée par la pulsation des courants statiques. Pour changer de vitesse il faut donc changer la fréquence des tensions d’alimentation. Il faut donc redresser la tension du réseau puis l’onduler à la fréquence désirée [5]. 1.4.2 Alimentation des secours Lors d’une panne d’électricité, un onduleur assure la continuité de l’alimentation des machines à partir des batteries. En informatique professionnelle, un onduleur est indispensable pour éviter la perte d’informations en cas de panne 

Filtrage active des réseaux électriques

L’onduleur joue un rôle très important dans la compensation de l’énergie, il est considéré comme un filtre actif connecté en parallèle ou en série, sur le réseau électrique est le plus souvent contrôlé comme un générateur de courant. Il injecte dans le réseau des courants harmoniques égaux à ceux absorbés par la charge polluante, mais en opposition de phase. Le courant côté réseaux sera ainsi sinusoïdal. 1.5 Principe générale de fonctionnement Le principe de fonctionnement d’un onduleur est basé sur l’électronique de commutation, on génère une onde de tension alternative à partir d’une tension continue  comme la montre la figure 1.1. On peut dire qu’il existe deux moyens pour réaliser cette conversion: ü L’utilisation directe d’une paire d’interrupteurs de base, qui consiste à régler la fréquence et la durée des interconnexions de la source avec la sortie. Il est donc plutôt temporel et débouche sur les techniques de modulation de largeur d’impulsion. ü Contrôler l’amplitude soit de façon continue en créant d’une source réglable (ce qui suppose l’existence d’un autre étage de conversion), soit de façon discrète en disposant d’un nombre suffisant de sources [19]-[20].