Variateurs CA et CC (onduleurs)

Qu'est-ce qu'un onduleur ?

Les onduleurs sont des dispositifs d'électronique de puissance qui transforment des courants et tensions continus en courants et tensions alternatifs (DC/AC).

Applications des onduleurs

Les onduleurs sont utilisés dans l'alimentation de :

- Les régulateurs d'entraînements électriques ;
- Les alimentations sans interruption (UPS) ;
- Les compensateurs statiques de puissance réactive (SVC) ;
- Les filtres actifs ;
- Les systèmes flexibles de transmission d'énergie (FACTS).

Classification des onduleurs

Le critère de classification des onduleurs est le nombre de phases du courant/du voltage, ce qui permet de distinguer les groupes suivants :

1. Onduleurs monophasés ;
2. Onduleurs triphasés ;
3. Onduleurs multiphases avec un nombre quelconque de phases (à des fins spéciales).

Un autre critère de classification est le type de source d'alimentation de l'onduleur :

1. De tension – dans les onduleurs de tension, la source d'énergie à l'entrée de l'onduleur est un condensateur. Cela entraîne le fait que la tension de sortie est une série d'impulsions rectangulaires de largeur réglable, tandis que le courant de sortie pour une charge de type RL a une forme quasi-sinusoidale. Dans ces onduleurs, les composants principaux de l'électronique de puissance sont des éléments entièrement contrôlables. Ils sont utilisés dans diverses applications.
2. De courant – dans les onduleurs de courant, la source d'énergie est une inductance avec un courant qui la traverse. Le courant de sortie est une série d'impulsions rectangulaires de largeur réglable, tandis que la tension pour une charge de type RL. Dans la conception des onduleurs de courant, on utilise des thyristors SCR ainsi que des éléments entièrement contrôlables. Ils sont utilisés dans les entrainements électriques de puissance moyenne.

Classification des onduleurs selon les méthodes de contrôle

- Contrôle scalaire – utilisé dans les systèmes d'entraînement à couple variable. Le fonctionnement de ces onduleurs consiste à fournir une énergie minimale, afin d'éviter une chute de la fréquence de sortie en dessous de la valeur prédéfinie. Les méthodes de contrôle typiques sont : la caractéristique linéaire U/f = const, utilisée dans les convoyeurs ou les ascenseurs, et la caractéristique quadratique U/f² = const, utilisée pour le contrôle des ventilateurs ou des pompes centrifuges.
- Contrôle vectoriel – utilisé dans les systèmes d'entraînement à couple constant. Ceux-ci régulent de manière optimale le couple de manière à répondre aux exigences imposées par la machine et l'environnement dans lequel elle travaille. Les onduleurs utilisant le DTC (Direct Torque Control) sont les plus avancés en termes de contrôle de moteur AC. Cette méthode permet de contrôler la vitesse de rotation et le couple sans avoir besoin de rétroaction, comme un codeur sur l'arbre du moteur.

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