Onduleur Pont Complet

TP Onduleur de tension pont complet

Onduleur de tension pont complet

I- Introduction :L'onduleur est un convertisseur statique continu/alternatif qui assure des échanges d'énergie entreune source et une charge. Il permet d'alimenter la charge en alternatif, à une fréquence fixe ouvariable à partir d'une source de puissance continue (bus continu fabriqué par soit une ou desbatterie(s), des redresseurs, des panneaux solaires etc...). L'onduleur autonome alimente la charge àune fréquence identique à la fréquence de son circuit de commande. Sa fréquence n'est pas imposéepar le réseau contrairement à l'onduleur assisté.Dans ce TP nous nous intéresserons au deuxième montage possible, ne nécessitant qu'une source depuissance, l'onduleur de tension pont complet ou pont H.

II- Objectifs :– Étude de la commande d'un convertisseur pont complet.– Étude de son comportement sur différentes charges (R, RL, mono et triphasé).

III- Plaquette d'expérimentation :A- Câblage et commande :

Figure 1 : Onduleur pont en H.

– Alimentation : placer une alimentation continue entre les points B1 et B2, réglée sur 10Vet délivrant un courant maximum de 2A.

– Mesure : si on ne dispose pas de suffisamment de sondes de courant pour mesurer etvisualiser les courants délivrés à la charge, utiliser la sonde de courant intégrée à laplaquette. Il sera alors nécessaire d'effectuer une dérivation en utilisant des câbles soupleset courts pour connecter le capteur à la zone de mesure.

– Commande : le choix du type de commande se fait en appuyant sur la touche « typed'onde ». On accède alors à 3 types de commande : la commande décalée, la MLI 3angles, ou la MLI 5 angles.

Respecter scrupuleusement les étapes de mise en marche et d'arrêt définies au paragraphes B

Fait sou Linux et OpenOffice/StarOffice /6


et C, sous peine de destruction de la plaquette.

B- Mise en marche :1. Mettre en marche l'onduleur.2. Régler la commande sur le forme d'onde désirée (décalée, MLI 3 ou 5 angles).3. Mettre en marche l'alimentation continue de puissance 0-30V.4. Régler la valeur de l'alimentation de puissance à la valeur désirée.

C- Arrêt de la manipulation:1. Ramener le potentiomètre de réglage de l'alimentation de puissance à 0.2. Arrêt de l'alimentation continue de puissance 0-30V.3. Mettre la commande de l'onduleur en position arrêt.4. Arrêt de l'alimentation de l'onduleur.

IV- Expérimentation :Toutes les mesures du TP seront faîtes avec les sondes de tension et de courant isolées. Expliquerpourquoi il n'est pas possible d'effectuer ces mesures directement sur un oscilloscope.

A- Étude sur une charge monophasée :1- Charge résistive :– Connecter la charge variable préalablement réglée sur 100Ω entre les points B5 B8

ou B5 B6 ou B8 B6.– Mettre une sonde de courant pour visualiser le courant d'entrée.– Faire de même pour visualiser le courant dans la charge.– Connecter une sonde de tension sur la charge.– Alimenter la partie puissance de l'onduleur sous 30V.

a- Onde décalée :– Choisir comme commande de l'onduleur : Onde décalée.– Régler la fréquence découpage à 5Hz.– Relever le courant et la tension au niveau de la charge.– Conclusion.– Tracer le courant délivré par l'alimentation en même temps que la tension

aux bornes de la charges.– Donner pour chaque instants de commutation l'état des différents

interrupteurs.– Représenter les trajets du courant dans la charge pour chaque états.– Conclusion.– Retrouve-t-on les caractéristiques d'une onde décalée (voir la partie

rappels de ce TP)?– A l'aide de la fonction FFT de l'oscilloscope donner la valeur (amplitude et

fréquence) des harmoniques de courant.– Faire varier la fréquence de découpage (100 et 200Hz).– Les formes d'ondes sont-elles identiques lorsque l'on fait varier la

fréquence?

b- MLI 3 angles :– Choisir comme commande de l'onduleur : 3 angles.– Régler la fréquence découpage à 5Hz.– Relever le courant et la tension au niveau de la charge.



– Conclusion.– Tracer le courant délivré par l'alimentation en même temps que la tension

aux bornes de la charges.– Retrouve-t-on les caractéristiques d'une MLI 3 angles (voir la partie



fréquence?

c- MLI 5 angles :– Choisir comme commande de l'onduleur : Onde décalée.– Régler la fréquence découpage à 5Hz.– Relever le courant et la tension au niveau de la charge.– Conclusion.– Tracer le courant délivré par l'alimentation en même temps que la tension

aux bornes de la charges.– Retrouve-t-on les caractéristiques d'une MLI 5 angles (voir la partie



fréquence?– Conclusion sur l'utilisation d'une onde décalée, MLI 3 ou 5 angles sur une

charge résistive.

2- Charge RL :– Connecter la charge résistive préalablement réglée sur 50Ω en série avec une

inductance réglée à 0,14H entre les points B5 B8 ou B5 B6 ou B8 B6.– Mettre une sonde de courant pour visualiser le courant d'entrée.– Faire de même pour visualiser le courant dans la charge.– Connecter une sonde de tension sur la charge.– Alimenter la partie puissance de l'onduleur sous 30V.– On recommencera les parties a, b, et c avec l'inductance réglée sur 1,4H.

a- Onde décalée :– Choisir comme commande de l'onduleur : Onde décalée.– Régler la fréquence découpage à 100Hz.– Relever le courant et la tension au niveau de la charge– Quelle est la valeur du fondamental vue de la charge?.– Conclusion.– Tracer le courant délivré par l'alimentation en même temps que la tension

aux bornes de la charges.– A l'aide de la fonction FFT de l'oscilloscope donner la valeur (amplitude et

fréquence) des harmoniques de courant.– Régler la fréquence découpage à 200Hz.– Les formes d'ondes sont-elles identiques lorsque l'on fait varier la

fréquence.



b- MLI 3 angles :– Choisir comme commande de l'onduleur : 3 angles.– Régler la fréquence découpage à 100Hz.– Relever le courant et la tension au niveau de la charge.– Quelle est la valeur du fondamental vue de la charge?– Conclusion.– Tracer le courant délivré par l'alimentation en même temps que la tension



fréquence.

c- MLI 5 angles :– Choisir comme commande de l'onduleur : Onde décalée.– Régler la fréquence découpage à 100Hz.– Relever le courant et la tension au niveau de la charge.– Quelle est la valeur du fondamental vue de la charge?– Conclusion.– Tracer le courant délivré par l'alimentation en même temps que la tension



fréquence.– Conclusion sur l'utilisation d'une onde décalée, MLI 3 ou 5 angles sur une

charge inductive.

B- Charge triphasée :– Connecter la charge triphasée préalablement réglée sur 100% entre les points B5 B6 B8.– Mettre une sonde de courant pour visualiser le courant d'entrée.– Faire de même pour visualiser le courant dans la charge.– Connecter une sonde de tension sur la charge.– Alimenter la partie puissance de l'onduleur sous 30V.– Régler la fréquence découpage à 100Hz.Pour chaque forme d'onde de commande tracer :– le courant et la tension dans chaque phases,– le courant d'entrée.– Quelle est l'angle de déphasage entre chaque phases?– Vérifier cette valeur à l'oscilloscope.– A l'aide de la fonction FFT de l'oscilloscope donner la valeur (amplitude et fréquence)

des harmoniques de courant.– Recommencer les questions précédentes pour 200Hz.



Rappels

Commande décalée :Les interrupteurs sont commandés 2 à 2 de manière complémentaire, mais décalés d'un angle d.

0

E

-E

π2π

θ

d

MLI :Pour construire un signal MLI, on représente un motif -grisé- sur ¼ de période. Ce motif est

reproduit par symétrie axiale par rapport à l'axe 2 T4 . Le reste du signal -demi période

restante- se déduit par symétrie par rapport à π. La sortie peut prendre ici 3 états -E, +E et 0.

1 angle de réglage -a- :

0

E

-E

2πππ/2d θ

2 angles de réglage -a et b- :

0

E

-E

2ππ

π/2b

a

θ



3, 5 et 7 angles de réglage :

Onde décalée MLI 3 angles MLI 5 angles

θ1 30° 22,7° 18,17°

θ2 0° 37,85° 26,64°

θ3 0° 46,80° 36,87°

θ4 0° 0° 52,90°

θ5 0° 0° 56,69°

θ6 0° 0° 0°

θ7 0° 0° 0°

θ1θ

2θ

3θ

4θ

5θ

6θ

7π/2 π θ0


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