Etude d’une alimentation de secours à base d’onduleur autonome monophase

De nos jours, l’absence, même fugitive, d’alimentation électrique est un handicap majeur pour les industries dont les fabrications ne tolèrent aucun arrêt, il en est de même pour les hôpitaux, les grandes immeubles, leurs circuits de sécurités doivent toujours être opérationnels.

Grâce à l’évolution rapide de l’électronique de puissance ; le réseau de distribution qui est tombé en panne peut être remplacé immédiatement par une source de remplacement à base d’onduleur ayant la même fréquence et la même tension. Dans ce mémoire, on se propose l étude d’alimentation de secours à base de l’onduleur à commande MLI. Pour dimensionner cet appareil, on utilise deux logiciels : WORKBENCH V5.12 et SIMPLORER 4.1.

Convertisseurs électromagnétiques et convertisseurs statiques

Définitions

Un convertisseur peut modifier suivant le cas soit la forme d’énergie, soit la tension, soit la fréquence. Il y deux types de convertisseurs :
● Le convertisseur électromagnétique (dans les domaines électromagnétiques)
● Le convertisseur statique.

Dans notre étude nous nous intéressons aux convertisseurs statiques (ou interrupteurs électroniques).

Convertisseurs statiques

Définitions
Un convertisseur statique est un dispositif qui utilise des composants électroniques tels que les transistors, thyristors, diodes, triacs, … Ce dispositif doit être capable de réaliser l’une des trois fonctions suivantes :
▶ Garder la fréquence fixe et modifier la tension aux bornes de la charge (Cas de redresseur).
▶ Faire varier la fréquence et maintenir constante la tension aux bornes de la charge.
▶ Modifier simultanément la fréquence et la tension aux bornes de la charge (Cas d’un onduleur).

Les transistors 

Les transistors bipolaires 

Définition
Un transistor bipolaire est un cristal de semi-conducteur, constitué par deux jonctions PN très proche. Il est formé de trois zones reliées à trois électrodes : émetteur, base, collecteur. Les deux jonctions sont séparées par une région centrale très mince du type P ou N, il existe alors deux types de transistor bipolaire:
✔ Type NPN
✔ Type PNP .

Simulation de circuit de commande sur le logiciel Workbench V5 .12

Introduction sur le logiciel Workbench V5.12

Le logiciel Workbench V5.12 a été édité en 1989-1996 par Interactive Image Technologie Ltd. Il est un logiciel de CAO électronique, sa librairie contient de nombreux éléments permettant de réaliser les opérations courantes.

Simulation et propriétés

Lorsque la réalisation du schéma du montage est terminée, on passe à la simulation. Les résultats de la simulation seront affichés par des appareils de mesure tels que l’oscilloscope, le multimètre, … On remarque que, ce logiciel comprend des générateurs d’alimentations et des générateurs de fréquences. On peut effectuer la simulation de circuit hybride (circuit numérique et de circuit analogique).

Spécificité

Le logiciel est facile à manipuler ; l’utilisation est simple. La création de circuit à simuler peut se faire en dessinant le schéma sur l’écran. Les nombreux outils disponibles facilitent la prise en main et permettent de développer rapidement les différents circuits ou modèles. Une aide est disponible à tout moment en cas de problèmes.

Généralité de permutation et dispositifs de permutation

Les dispositifs de permutation de sources sont installés afin d’assurer la continuité d’alimentation de certains récepteurs prioritaires, pour des raisons de sécurité de personnes ou de maintien d’un cycle de production par exemple. Leur mise en route est commandée soit par une défaillance de l’alimentation principale normalement en service, soit par un ordre volontaire.

Ces dispositifs sont particulièrement employés :
➤ Pour l’alimentation des ordinateurs, des éclairages et système de sécurité, de chaînes complète de fabrication dont le procédé ne tolère aucun arrêt temporaire d’un élément de la chaîne
➤ Dans la distribution publique moyenne tension dont les matériels mises en œuvres pour réaliser les équipements de permutation sont très variés, par exemple dans les circuits de puissance, les appareils de manœuvre sont des contacteurs électromécaniques ou statiques, des disjoncteurs ou des interrupteurs .

La commande de ces appareils peut être :
● manuelle : c’est le dispositif élémentaire et économique. Il nécessite l’intervention d’un agent d’exploitation ; la durée du passage de la source défaillante à la source de remplacement ou du sécurité peut être longue (déplacement de l’agent)
● automatique : c’est le dispositif le plus rapide et le plus employé.

Les différents types de permutation 

Les dispositifs de permutation se distinguent les uns des autres en fonction :
* De temps nécessaire pour assurer le transfert d’alimentation :
1) permutation synchrone : durée de transfert nulle
2) permutation à temps mort : durée de transfert 0.2 à 30s
3) pseudo-synchrone : durée de transfert 100 à 300ms
* Du comportement du système après retour à une situation normale de l’alimentation principale
☞ si retour automatique à la source principale : inverseur NORMAL-SECOURS
☞ pas de retour automatique : PERMUTATEURS .

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : GENERALITE
1-1 :Convertisseurs électromagnétiques et statiques
1-2 :Convertisseurs statiques
1-3 :Les transistors
1-4 :Les thyristors
CHAPITRE 2 : ONDULEUR AUTONOME
2-1 :Introduction
2-2 :Types d’onduleurs
2-3 :Onduleur autonome monophasé
2-4 :Allure de courant selon les types de charge
2-5 :Onduleur monophasé à transistors monté en pont
2-6 :Remarques
CHAPITRE 3 : ONDULEUR DE TENSION A MLI
3-1 : Définitions
3-2 : Obtention de train d’impulsions
3-3 : Réalisation de la commande MLI
3-4 : Impulsions de commande
3-5 : Etude d’une porteuse
3-6 : Calcul de la valeur moyenne
3-7 : Etude de forme d’onde en demi-pont
3-8 : Influence des angles de découpages
3-9 : Réalisation du signal de commande
3-10 :Circuit anti-chevauchement
CHAPITRE 4 : DIVERS CONVERTISSEURS UTILS
4-1 : Introduction
4-2 : Etude du redresseur
4-3 : La batterie
4-4 : Le hacheur
4-5 : Le filtre
4-6 : Limiteur de courant
4-7 : Analyse spectrale des signaux délivrés par l’onduleur
CHAPITRE 5 : SIMULATION DE L’ONDULEUR
5-1 : Simulation de circuit de commande sur le logiciel Workbench V5.12
5-1 : Simulation de circuit de puissance sur Simplorer 4 .1
CHAPITRE 6 : Alimentation de secours
6-1 : Alimentation de secours à commutation
6-2 : Alimentation en permanence de l’appareil de secourir
CHAPITRE 7 : LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
7-1 : Les impacts sociaux
7-2 : Les impacts économiques
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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