Titre: Électronique de puissance Principes
Auteurs: Claude CHEVASSU
Ecole: ENSM Ecole nationale supérieure maritime
Résumé: L’électronique de puissance a pour objet de modifier la présentation de l’énergie électrique dans le but d’utiliser cette énergie avec le rendement maximum. La gamme de puissance des montages de l’électronique de puissance va de quelques watts (variateur de vitesse de moteur de ventilateur électrique présent dans les ordinateurs domestiques) à plusieurs gigawatts (liaisons à courant continu à très haute tension pour l’interconnexion de réseaux électriques).
Extrait du sommaire:
1 Introduction – Généralités 1
1.1 Programme officiel du cours d’électronique de L3 : 1
1.2 Généralités sur l’électronique de puissance 2
1.2.1 Les convertisseurs statiques 2
1.3 Principes de l’électronique de puissance 3
1.4 Classification dynamique des dipôles 4
1.4.1 Les deux types de dipôles 4
1.4.2 Réversibilité des dipôles 5
1.4.3 Configurations permises et configurations interdites 6
1.4.4 Structure d’un convertisseur 7
2 Composants 11
2.1 Aire de sécurité en direct 11
2.2 Pertes Joule à la coupure ou à la fermeture 14
2.3 Diode 16
2.3.1 Critères de choix d’une diode 16
2.3.2 Diode de roue libre 16
2.4 Transistor bipolaire 17
2.5 MOS 18
2.5.1 Limites de fonctionnement 19
2.6 IGBT 19
2.6.1 Schéma équivalent de l’IGBT 20
2.7 Thyristor 20
2.7.1 Fonctionnement du thyristor 21
2.7.2 Soupape 21
2.8 Thyristor GTO 21
2.8.1 Fonctionnement du thyristor GTO 22
2.9 Triac 22
2.9.1 Fonctionnement du triac 23
2.10 Protection des composants 23
2.10.1 Protection contre les surintensités 23
2.10.2 Protection contre les surtensions 25
2.10.3 Protection contre les dv/dt et di/dt 25
3 Hacheur 27
3.1 Machine à courant continu 27
3.1.1 Équations de fonctionnement 27
3.1.2 Réversibilité d’une machine à courant continu 29
3.2 Hacheur série 31
3.2.1 Structure et schéma de principe du hacheur série 31
3.2.2 Fonctionnement du hacheur série 32
3.3 Hacheur parallèle 35
3.3.1 Structure et schéma de principe du hacheur parallèle 35
3.3.2 Fonctionnement du hacheur parallèle 37
3.3.3 Étude du montage du hacheur parallèle 37
3.4 Hacheur réversible 39
3.4.1 Hacheur réversible en courant 40
3.4.2 Hacheur réversible en courant et en tension 42
3.5 Exercices dans le recueil d’annales des épreuves d’électricité et d’électronique de l’examen de 3e année 45
4 Redresseurs 49
4.1 Redressement par diodes 49
4.1.1 Les montages redresseurs élémentaires 49
4.1.2 Étude de la tension redressée 56
4.1.3 Associations de redresseurs : groupement série PD3-S3 59
4.2 Redressement commandé 62
4.2.1 Principes généraux 62
4.2.2 Pont « tout thyristors » 63
4.2.3 Applications des redresseurs commandés 67
4.3 Ponts mixtes 73
4.3.1 Ondes de tension en sortie d’un pont mixte 75
4.4 Formulaire 77
4.5 Exercices dans le recueil d’annales des épreuves d’électricité et d’électronique de l’examen de 3e année 77
5 Gradateurs 79
5.1 Gradateurs monophasés à réglage de phase 79
5.1.1 Gradateurs monophasés, débit sur résistance pure 80
5.2 Gradateurs triphasés 81
5.2.1 Gradateurs triphasés couplés en étoile 82
5.3 Gradateurs commandés par train d’ondes 82
5.4 Exercices dans le recueil d’annales des épreuves d’électricité et d’électronique de l’examen de 3e année 83
6 Onduleurs 85
6.1 Choix des commutateurs 85
6.1.1 Composants de l’onduleur de tension 86
6.1.2 Composants de l’onduleur de courant 87
6.2 Onduleurs de tension monophasés 89
6.2.1 Onduleurs « push-pull » 89
6.2.2 Onduleurs en demi-pont 93
6.2.3 Onduleurs en pont 93
6.3 Onduleurs de tension triphasés 96
6 TABLE DES MATIÈRES
6.3.1 Onduleurs triphasés avec conducteur neutre 96
6.3.2 Onduleurs triphasés sans conducteur neutre 99
6.4 Onduleurs MLI 100
6.5 Onduleurs de tension multiniveaux 104
6.6 Onduleurs de courant 104
6.7 Exercices dans le recueil d’annales des épreuves d’électricité et d’électronique de l’examen de 3e année 105
7 Cycloconvertisseurs 107
7.1 Principe du cycloconvertisseur 107
7.2 Fonctionnement en réglage de phase 109
7.2.1 Commande 113
7.3 Fonctionnement en ondes pleines 119
7.4 Limite de fréqsource 120
7.5 Exercices dans le recueil d’annales des épreuves d’électricité et d’électronique de l’examen de 3e année 121
8 Machine synchrone auto-pilotée 123
8.1 Comparaison machine synchrone – machine à courant continu 123
8.2 Machines synchrones autopilotées à commutateur de courant à thyristors en commutation naturelle 126
8.3 Principe 128
8.4 Démarrage -Mode cadencé 131
8.5 Passage d mode cadencé au mode synchrone 133
8.6 Système sans codeur angulaire 134
8.7 Réversibilité 135
8.8 Excitation du moteur 137
8.9 Irrégularité cyclique du couple 137
8.10 Caractéristique mécanique de la machine synchrone autopilotée obtenue par les tensions statoriques 138
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