414

TD06 : ELECTRONIQUE DE PUISSANCE

EPMI Cergy

Ingénieur 2AE 2004/2005

ONDULEURS MLI TRIPHASE U/f cst r

Rappel :

C=

3pV ω

2

g

×

r

( ) + (lω ) g 2

Est le couple électromgnéti!ue "e l mc#ine sync#rone 2

utour "u point point "e $onctionnement le glissement "e l mc#ine est $i%le "onc "onc r/g &&l' le couple sécrit  2 g 3 pV *(Ω s − Ω) 3 p *V * ( Ω s − Ω) 3pV 3 p * V C= ( )*( Ω s − Ω) × = = = 2 ω

r

2π fr π f

4π * rf *

( 2π ) r f

p +onc !uel!ue soit l ,itesse "e l mc#ine pour une $ré!uence "onnée l crctéristi!ue "e couple est l m-me. i l y  glissement "e cette cour%e sur l "roite "es ,itesses

Exercice : Ond!er Tri"#$s% Tri"#$s% c&''$nde sins tri$n(!e tri$n (!e A) C#$r(e r%sisti*e n moteur sync#rone trip#sé 220/310,. 50#. est limenté  $ré!uence ,ri%le en gr"nt le rpport /$ constnt grce u ,riteur représenté ci"essous 6 loi "e commn"e est telle !ue lon"e M6I présente le premier #rmoni!ue u rng 73

6étu"e 6étu"e "es $ormes "on"e se $er  prtir "u sc#ém ci"essous 6e point 8 représente le point milieu9 $icti$ "e llimenttion continue E lors !ue ,70. ,20. ,30 les tensions simples pr rpport  ce point 8 6es interrupteurs "un m-me %rs sont complémentires

E/2 E

C7 V70

C2

C3

72

8 E/2

Ms 3= V20 C7

:+052AEEPMI"oc

C2

7

C3

g"e"el'e%#opnet ;io,nni"el$rnco<'n"oo$r


EPMI Cergy


7 >emplir le t%leu ci"essous  ?

c

c

7

2

c

c

7

2

v

70

v

20

v

30

[θ .θ 7 ] [θ 7 .θ 2 ] [θ 2 . θ 3 ] [θ 3 .θ 4 ] [θ 4 . θ 5 ] [θ 77 .θ 72 ] 2 A li"e "u t%leu ci"essus. trcer les grp#es "es tensions mplitu"es 3 En remr!unt !ue v

70

v

70

70

. v 20 . u72 en précisnt notmment les

(t) c#nge "e signe tout en conser,nt l m-me ,leur %solue sur "eu9 "emi pério"es (

représente une symétrie "e glissement). montrer !ue


v

v

70

2

ne comporte ps "es #rmoni!ues "e rng pir


EPMI Cergy



4+écomposer l tension v70 en série "e @ourier +onner lmplitu"e "e c#!ue #rmoni!ue en $onction "e ?7. ?2. ?3. et le rng n "e l#rmoni!ue 8n montre !ue "ns le cs ou l $onction est i mpire et !uelle présente une symétrie centrle en :/2 insi !uune symétrie 9ile pour t:/4 les termes Bn sécri,ent sous l $orme 

Bn =

1

T

T ∫

4

0

v70 (t ) sin(nω t )dt n ≥ 7

5 A !uelles con"itions "oiton stis$ire pour s upprimer les #rmoni!ues "e rng 5. . 77 "e l tension composée u  72 D E9primer les #rmoni!ues "e rng multiple "e trois "e l tension composée

u

72

 ue remr!ue t on F Conclure

C&'"!%'ent d+inf&r'$ti&n

Alimentation à fréquence variable des machines asynchrones.

Princi"es (%n%r$x de r%(!$(e, Comme "ns le cs "e l mc#ine sync#rone. lGlimenttion $ré!uence ,ri%le "es mc#ines sync#rones se $it  lGi"e "Gun con,ertisseur stti!ue générlement continulternti$ (,oir ci"essous) 6 source "Gentrée peut -tre "u type source "e cournt ou "u type source "e tension En sortie "u con,ertisseur. on contrHle lGmplitu"e "es tensions ou "es cournts sttori!ues insi !ue leur $ré!uence $s

A$in "e mettre en é,i"ence les principes généru9 "e réglge "u couple électromgnéti!ue "e l mc#ine sync#rone. nous llons tr,iller  prtir "u mo"le "e JteinMet (,oir ci"essous) ,l%le en régime permnent sinusoK"l 6 mc#ine est consi"érée en con,ention récepteur

6es éléments "u mo"le sont les sui,nts  6s  in"uctnce cycli!ue "u sttor Msr  in"uctnce mutuelle cycli!ue sttorrotor >s  résistnce "es enroulements "u sttor

ωs  pulstion "es cournts sttori!ues >r  résistnce "es enroulements "u rotor

ωr pulstion "es cournts rotori!ues Lr  in"uctnce totle "e $uite rmenée u rotor g  glissement  g ω/ωs


3


EPMI Cergy



Vs et I s représentent respecti,ement l tension simple et le cournt pour une "es p#ses "e l mc#ine (sc#ém é!ui,lent étoile) 6e cournt Io est ppelé cournt mgnétisnt. il est représentti$ "u $lu9 sttori!ue 6e cournt I r est un cournt $icti$ "e pulstion ωs "ont lGmplitu"e est proportionnelle  celle "es cournts rotori!ues réels ("e pulstion ωr) Il est importnt "e noter !ue toutes les grn"eurs tensions et cournts "e ce sc#ém é!ui,lent sont  l pulstion ωs A$in "e simpli$ier encore plus le mo"le. l résistnce >s est générlement négligée Nypot#se !ui nGest ,l%le !uGu ,oisinge "u point "e $onctionnement nominl "e l mc#ine

6e9pression "u couple est "onc celle "onnée en "é%ut "e poly soit 

+onc pour contrHler le couple il $ut contrHler Vs 8n sit "utre prt !ue Vs = jω s Φ s il $ut contrHler le $lu9 "u cournt sttori!ue et l pulstion "es cournt rotori!ue A $lu9 constnt on peut trcer l crctéristi!ue "e couple

C&''$nde en -&c!e &*erte :

A $lu9 constnt. le couple électromgnéti!ue "e l mc#ine sync#rone ne "épen" !ue "e l pulstion ωr Ainsi. pour "i$$érentes ,leurs "e l pulstion "es grn"eurs sttori!ues ωs o%tienton une $mille "e crctéristi!ues CoupleVitesse. CEM  $(ω)


4


EPMI Cergy



+ns l one linéire ($i%les glissements). cette $mille "e crctéristi!ues CoupleVitesse est tout  $it nlogue  celle "Gune mc#ine  cournt continu oO l tension "Gin"uit constitue le prmtre "e réglge "e l ,itesse Ainsi pour $ire ,rier en %oucle ou,erte l ,itesse "Gune mc#ine sync#rone "oiton $ire ,rier l $ré!uence "Glimenttion u sttor tout en mintennt le $lu9 constnt 6es réglges "e tension et "e $ré!uence u sttor "e l mc#ine sont o%tenus grce  un on"uleur "e tension M6I 6es composntes $on"mentles "es tensions sttori!ues $orment un systme trip#sé é!uili%ré 6eur ,leur e$$icce Vs "oit -tre réglée "e $on  mintenir le $lu9 sttori!ue constnt pour ne ps "éclsser en couple l mc#ine

Str$t%(ie de c&''$nde :

6e sc#ém structurel ci "essus "écrit le principe "e commn"e "e lGon"uleur M6I 6es tensions V 7Mré$ . V2Mré$ et V3Mré$ sont sinusoK"les Elles sont générées pr un oscillteur commn"é en tension "ont l $ré!uence "e sortie est proportionnelle  l tension "Gentrée ωsré$ 6Gmplitu"e Vs "es tensions V7Mré$ . V2Mré$ et V3Mré$ est contrHlée grce  "es multiplieurs et tient compte "e l loi Vs  $(ωs) 6e con,ertisseur complet utilise générlement un re"resseur  "io"es pour limenter lGon"uleur M6I  prtir "u réseu A cuse "u re"resseur  "io"es. cette structure nGest ps ré,ersi%le et il $ut pré,oir un "ispositi$ "e $reinge r#éostti!ue lors!ue l mc#ine sync#rone $onctionne en génértrice


5


EPMI Cergy



C&''$nde en -&c!e fer'%e c&ntr.!e de *itesse :

6e correcteur. générlement "e type PI. permet "Gestimer l pulstion rotori!ue 6 tension "e sortie "u correcteur notée ωr est ""itionnée  l tension imge "e l ,itesse "e rottion ω et ceci "e $on  o%tenir l ,leur "é!ut pour l pulstion sttori!ue 6 pulstion sttori!ue est clculée pr l reltion  ωs  ωr Q ω. CGest lGutopilotge $ré!uentiel C&''$nde en -&c!e fer'%e c&ntr.!e des c&r$nt st$t&ries :

ne %oucle "e cournt permet "e contrHler le cournt en sortie "e c#!ue %rs "e lGon"uleur M6I Pour contrHler le couple électromgnéti!ue "e l mc#ine sync#rone. il $ut mintenir le $lu9 sttori!ue constnt et contrHler l pulstion ωr Etnt "onné !ue l mc#ine est ici limentée en cournt et non en tension. il est nécessire "e "éterminer l loi "e ,rition Is  $(ωr) !ui permet "e mintenir le $lu9 φs constnt 6Ge9pression simpli$iée "e l loi Is  $(ωr) peut -tre trou,ée  prtir "u sc#ém é!ui,lent Pour mintenir le $lu9 φs constnt. il $ut !ue le cournt mgnétisnt I 0 soit constnt (φs 6s I0) +Gprs le sc#ém é!ui,lent. on  

Joit en mo"ule sc#nt !ue ϖ r


= g ω s

D


EPMI Cergy



6 pulstion rotori!ue ωr est estimée grce u correcteur PI Pour "éterminer l pulstion "es cournts sttori!ues. il $ut ""itionner lGimge "e l ,itesse "e rottion et lGimge "e l pulstion rotori!ue 6e cpteur "e ,itesse utilisé "oit -tre numéri!ue (co"eur incrémentl) $in "G,oir une grn"e précision sur l mesure "e ω l loi Is  $ (ωr) permet "e $i9er lGmplitu"e "es cournts "e ré$érences is7ré$ . is2ré$ . is3ré$ !ui sont générés pr un oscillteur commn"é en tension 6 commn"e est comple9e et est générlement rélisée en $isnt ppel u9 tec#ni!ues numéri!ues ;rce u9 ;:8. lGon"uleur M6I permet uRour"G#ui l ,rition "e ,itesse "e mc#ines sync#rones Rus!uG "es puissnces "e lGor"re "u MS +ns ces cs l. il est nécessire "e pré,oir le $reinge "e l mc#ine sync#rone en restitunt lGénergie u réseu "Glimenttion Pour cel. il est possi%le "e remplcer le re"resseur  "io"es pr une structure on"uleur M6I !ui $onctionne en re"resseur lors!ue l mc#ine sync#rone $onctionne en moteur et en on"uleur lors!ue l mc#ine sync#rone $onctionne en génértrice





EPMI Cergy



1



414

Recommend Documents