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L'ONDULEUR AUTONOME




- A - DÉFINITION :


A partir d'une tension continue, nous devons alimenter une charge en
courant alternatif.

Un onduleur est donc un convertisseur statique CONTINU - ALTERNATIF.









Un onduleur est assisté si la fréquence et la tension sont imposées par le
réseau, dans le cas présent nous pourrons régler la fréquence et la
tension, l'onduleur sera donc autonome. Son emploi est varié, il peut est
utilisé pour alimenter un moteur asynchrone, la fréquence est alors de
quelques dizaines de Hertz. Il intervient également en cas de micro
coupures sur les ordinateurs, en tant qu'alimentation de secours, on le
retrouve aussi fonctionnant à quelques centaines de Hertz dans le chauffage
par induction.


- B - ONDULEUR À DEUX INTERRUPTEURS ÉLECTRONIQUES :


- 1 - CHARGE RESISTIVE :


- a - Principe :


Deux alimentations délivrant deux tensions, continues et égales, alimentent
une charge résistive par l'intermédiaire de deux interrupteurs K1 et K2.
Ces deux interrupteurs peuvent être des transistors ou des thyristors,
composants électroniques unidirectionnels commandés. Ils sont tels que si
le premier est ouvert, l'autre est nécessairement fermé et inversement. Le
basculement des interrupteurs est pratiquement instantané. Le montage est
donné sur la figure suivante.

















Les flèches sur les interrupteurs indiquent le sens passant de ces
derniers. Il est important de noter que le courant ne peut circuler que
dans ce sens.


- b - Etude de la tension aux bornes de la charge :


La tension uc ne peut donc prendre que les deux valeurs suivantes :


. K1 fermé K2 ouvert uc = E.

. K1 ouvert K2 fermé uc = - E.


















La valeur moyenne de uc est donc : [pic] = O V.

La valeur efficace de uc est donc : Uc = E.

La fréquence f = [pic] est imposée par le dispositif de commande des
interrupteurs.


- c - Etude du courant dans une charge résistive :


La charge résistive ne modifie pas l'image du courant, dont la
représentation est la suivante :















La valeur moyenne de ic est donc : [pic] = O A.

La valeur efficace de ic est donc : Ic =[pic].

La fréquence f = [pic] est réglée par le dispositif de commande des
interrupteurs.


- d - Conversion continu - alternatif :


A partir de deux tensions continues fixes, nous avons maintenant un
courant alternatif de fréquence réglable.





- 2 - CHARGE INDUCTIVE :


- a - Principe :


La charge est maintenant composée d'une résistance associée à un élément
fortement inductif. Ce nouveau composant oblige l'adjonction de deux diodes
montées en antiparallèle sur les interrupteurs. Elles permettent ainsi à la
bobine, de restituer l'énergie emmagasinée, lors de l'ouverture des
interrupteurs, permettant au courant de ne pas subir de discontinuité.

























- b - Etude de la tension aux bornes de la charge :


La tension uc ne peut donc prendre que les deux valeurs suivantes :

. K1 fermé K2 ouvert uc = E.

. K1 ouvert K2 fermé uc = - E.


La représentation de la tension uc ne change pas avec la charge, les
calculs des valeurs moyenne et efficace s'effectuent comme précédemment.

Les diodes D1 et D2 ne jouent aucun rôle dans la représentation de la
tension qui est la suivante.


















- c - Visualisation du courant dans une charge inductive :


La charge est maintenant inductive, le courant ic n'est plus la réplique de
la tension, les courbes obtenues sont représentées ci-après :















L'intensité du courant dans la charge peut être positive alors que la
tension à ses bornes est tantôt positive et tantôt négative, il en est de
même lorsque l'intensité du courant ic est négative, les diodes sont donc
essentielles dans l'étude de la circulation du courant.


- d - Etude des séquences de conduction :


. Remplacer les interrupteurs électroniques K1, et K2 par des fils
lorsqu'ils sont fermés, attention un interrupteur commandé fermé n'est
pas synonyme d'un composant passant, autrement dit, le courant ne
passe pas forcement par ce composant.
. Connaissant le signe du courant, placer une flèche pour traduire le
sens réel du courant dans la charge.
. Chercher tous les cas possibles qui permettent au courant ic de
circuler comme l'indique la flèche ci-dessus.
. Vérifier que la tension aux bornes de la charge uc est bien égale à
l'expression calculée précédemment.
. Repasser d'un trait de couleur le chemin emprunté par le courant.
. Donner les éléments passants.



Toutes ces données sont contenues dans le tableau suivant :



|Temps |Courant ic |Tension uc |Interrupteurs |Diodes |
|0 < t < t1 | | | | |
|t1 < t < | | | | |
|[pic] | | | | |
|[pic] < t