Variateurs à hacheurs : cette publication contient la leçon N° 10 de la commande des machines électriques. Proposé et rédigé par Dr Khadar Saad
Si le réseau d’alimentation disponible est un réseau continu, alors le convertisseur statique qu’on associé à la MCC ne peut être qu’un hacheur, ce qui va permettre de varier la tension d’alimentation de la MCC.
Les hacheurs sont les convertisseurs statiques continu-continu permettant de fabriquer une source de tension continue variable à partir d’une source de tension continue fixe. Il permet de faire varier la vitesse d’une machine à courant continu par action sur le rapport cyclique afin de régler la valeur moyenne de la tension qui alimente le moteur.
L’interrupteur H s’ouvre et se ferme périodiquement. Nous appellerons Toff la durée de fermeture de T et Ton sa durée d’ouverture :
T = Toff + Ton
H : interrupteur principal du hacheur, qui peut-être un transistor ; T : Période du signal ;
Rapport cyclique de le hacheur :
- Au démarrage le rapport cyclique doit être très faible pour que la tension sera très faible, par conséquent le courant de démarrage ne dépasse pas la valeur admissible.
- Par contre, lorsque le moteur fonctionne en régime nominal, la valeur de peut s’approcher de 1.
- Ainsi, la variation du rapport cyclique permet de modifier la tension aux bornes de l’induit et par conséquent la vitesse de rotation.
Hacheur série (Dévolteur) :
Le fonctionnement du MCC dans un seul sens de rotation et sans freinage rapide peut-être réalisé par un variateur non réversible.
Le cas d’un hacheur dévolteur, permettant la marche du MCC dans quadrant I du plan C(Ω).
Les formes d’ondes sont comme suit (fonctionnement continu):
La tension u aux bornes de la machine :
Par intégration sur une période T :
La tension moyenne u ne peut être que plus petite ou au maximum égale à la tension d’alimentation :
Pendant la durée α.T (0<α<1) la tension u est égale à Ec. Pendant la durée qui reste ((1- α)T) pour finir la période, la tension u est égale à 0.
L’expression de l’ondulation du courant :
Le courant dans la charge doit s’approcher autant que possible du continu : son ondulation doit tendre vers la plus petite valeur possible :
Si α = 0 alors l’ondulation est nulle, il en est de même si α = 1.
La valeur maximale de l’ondulation est d’autant plus faible que :
- La tension Ec est faible,
- La fréquence f est élevée,
- L’ondulation L est élevée.
Ainsi, on peut conclure : U > 0 ; I > 0 et P > 0, le hacheur étudié peut le fonctionnement uniquement en quadrant I.
Variateurs à hacheurs