Cours Hacheur Serie Trous

7/24/2019 Cours Hacheur Serie Trous

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. LE HACHEUR SERIE

.A CHARGE RESISTIVE

. I Gnralits

Un hacheur est un convertisseur statique qui permet dalimenter une charge sous tensionunidirectionnelle de valeur moyenne rglable partir dune source de tension constante, avec

un trs bon rendement.

Un hacheur srie est donc un convertisseur statique CON!NU " CON!NU.

#rincipe du hacheur srie

$a tension au% bornes de la charge est note uc &t'

$intensit du courant dans la charge est note ic &t'

. II Etude du montage

. a #r requis

$interrupteur lectronique, (, est ralis laide un transistor ou dun thyristor. Un

transistor est satur lorsquun courant le traverse, il est bloqu dans le cas contraire. Unthyristor est lui passant ou non passant.

)ans les deu% cas, le thyristor ou le transistor sont considrs comme par*aits. $orsquilslaissent passer un courant, ils sont assimilables un *il, sinon, un interrupteur ouvert dans

le cas inverse.

$a commande des interrupteurs lectroniques nest pas tudie dans ce chapitre.

!l est important de noter quun interrupteur *erm possde une tension nulle ses bornes,sinon, cest souvent la loi des mailles qui permet den valuer la valeur.

(acheur + Cours trous " -

/ouc &t'

ic &t'


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. b 0ontage

$a tension au% bornes de linterrupteur est note U( &t'

. c 1tude du circuit

$orsque linterrupteur ( est *erm

$interrupteur lectronique est remplac par un interrupteur *erm.

o $a tension au% bornes de la charge uc&t' 2 34444 3

o $a tension au% bornes de linterrupteur u(&t' 2 34444 3

o $intensit du courant dans la charge ic&t' 2 34444 3

$orsque linterrupteur ( est ouvert


/o 5(

U( &t'

ic &t'

uc&t'

/o 5

(

U( &t'

ic &t'

uc&t'

/o 5(

U( &t'

ic &t'

uc&t'


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o $intensit du courant dans la charge ic&t' 2 34444 3



. d Courbes 6

$interrupteur ( est

o 7erm entre les instants 8 et t

o Ouvert sur le reste de la priode,

Nous pouvons complter les courbes suivantes 6

. e 5apport cyclique

(acheur + Cours trous " 9-

8

uc (t) :/;

uH (t) :/;

ic (t) :


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$e rapport cyclique est le rapport entre le temps de conduction de linterrupteur, et, lapriode du signal, dans le%emple propos il sagit du rapport entre t et . Cest un nombre

sans dimension, not , compris entre 8 et .

2

t,

)ans le%emple qui suit, valuons le rapport cyclique.

$a priode est de = carreau% et linterrupteur reste *erm sur > carreau%

$e rapport cyclique est 6

2 34444 3

. * /aleur moyenne de la tension

i. Calcul de la valeur moyenne

#our valuer la valeur moyenne de la tension u c&t', tracer la courbe correspondant cette

*onction. #lacer une droite de *a?on alatoire, elle reprsente la valeur moyenne. $@aire

d*inie par la *onction sur une priode doit Atre gale laire d*inie par la valeur moyennesur la mAme priode.

#our calculer la valeur moyenne de la tension au% bornes de la charge 6

(acheur + Cours trous " >-

Uc:

t :ms;

uc (t) :/;

8

uc (t) :/;

t :ms;

/o

8

:B;

$e rapport cyclique :sans unit;

t $e temps de conduction de linterrupteur en secondes :s; $a priode de hachage en seconde :s;


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1n rouge $aire d*inie par la *onction sur la priode :


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5ponses

!c 2

(U 2

Ic min2Ic ma%2

.B CHARGE INDUCTIVE

. I Gnralits

$e circuit est le mAme que prcdemment avec en plus, en srie avec la rsistance, une

inductance $, et en parallle avec ces deu% lments une diode ). Cette diode, comme

linterrupteur lectronique (, sera considre comme par*aite.

. II Etude du montage

. a 0ontage

$a tension au% bornes de la charge est note uc &t'

$a tension au% bornes de linterrupteur est note u( &t'

5

(

$

)

ic&t'

u)&t'

U(

&t'

i(

&t'

i) &t'


/o uc&t'


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$a tension au% bornes de la diode est note u) &t'

$intensit du courant dans la charge est note ic &t'

$intensit du courant dans linterrupteur est note i( &t'$intensit du courant dans la diode est note i) &t'

. b $interrupteur ( est *erm



o $a tension au% bornes de la diode u)&t' 2 34444 3

o $intensit du courant dans linterrupteur i(&t' 2 34444 3

o $intensit du courant dans la diode i)&t' 2 34444 3

. c $interrupteur ( est ouvert

5

(

$

ic&t'

U(

&t'

i(

&t'

u)&t' )

i)&t'

(acheur + Cours trous " =-

/o uc&t'


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o $a tension au% bornes de la diode u)&t' 2 34444 3



. d 5eprsentation des tensions

$interrupteur ( est

o 7erm entre les instants 8 et t

o Ouvert sur le reste de la priode,

Nous pouvons complter les courbes suivantes 6

5

(

$

)

ic&t'

u)&t'

U(

&t'

i(

&t'

i)&t'

(acheur + Cours trous " I-

/o uc&t'

uc (t) :/;

uH (t) :/;t :ms;

/o

/o


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. e /aleurs moyennes des tensions

$a tension au% bornes de la charge na pas chang, sa valeur moyenne se calcule donc commeprcdemment.

Uc 2 344 3

$a valeur moyenne (U de la tension au% bornes de linterrupteur u( &t' se calcule en

utilisant la mAme mthode que celle du chapitre prcdent, ainsi

(U 2 3444 3

. * 5eprsentation des courants

$intensit du courant ic&t' qui circule dans la charge est donne en concordance des temps

avec la tension uc&t' sur le schma suivant

(acheur + Cours trous " K-

!nterrupteur

t :ms;

Uc $a valeur moyenne de la tension uc &t' en volts :/; $e rapport cyclique :sans unit;

/o $a tension dalimentation en volts :/;

(U $a valeur moyenne de la tension u( &t' en volts :/;

$e rapport cyclique :sans unit;/o $a tension dalimentation en volts :/;

uc (t) :/;

ic (t) :


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Nous avons vu prcdemment que

$orsque linterrupteur ( est *erm



$orsque linterrupteur ( est ouvert



Nous pouvons donc complter le document suivant 6

. g /aleurs moyennes des courants

#our calculer la valeur moyenne C! de lintensit du courant ic &t' dans la charge, nous

utiliserons le *ait que ce courant est port par des segments de droites, la valeur moyennesobtient donc en calculant directement la moyenne entre les deu% e%tremums.

(acheur + Cours trous " 8-

!cmin

!cma%

t 8

ic (t) :


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=!C 34444 3

#our calculer la valeur moyenne (! du courant dans linterrupteur lectronique ( et la valeurmoyenne )! du courant dans la diode ), nous utiliserons la mAme mthode des aires que celle

utilise pour calculer la valeur moyenne Ucde la tension uc &t', vri*ier que lon obtient

ainsi 6

=!( 34444 3

=!) 34444 3

. h 1%ercice dapplication

$e montage est le suivant 6

Gachant que 6

o /o est une tension *i%e 8 /

o 5 une rsistance de

o 1 la * e m dun moteur courant continu telle que 1 2 8,H9.n &avec n en tr-min'.

$a tension au% bornes de la charge est donne ci"aprs, ainsi que limage du courant.

1n utilisant ces reprsentations graphiques 6

u0&t'

(

$

)

ic&t'

/o


(! $a valeur moyenne de lintensit du courant i( &t' en ampres :


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. Calculer graphiquement la valeur du rapport cyclique.

. Calculer la *rquence de hachage.

9. Complter les chronogrammes ci"dessus.

>. Calculer les variations de lintensit du courant.

H. Calculer la valeur moyenne du courant dans la charge

. racer la *rquence de rotation en *onction du rapport cyclique.

=. Calculer la valeur de linductance $, si la rsistance 5 est nglige.


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