Projet de Fin Projet de Fin d’Étudesd’Études

Réalisé par: DERQAOUI Aimad KHALIFI El mehdi

Encadré par: Mr.ERROUHA

ANNEE UNIVERSITAIRE : 2013-2014

Université sidi Mohammed ben Abdallah

École Supérieure de Technologie Fès

LES EFFETS DES CONVERTISSEURS

STATIQUES

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PLANPLAN INTRODUCTION

LES CONVERTISSEURS STATIQUES

LES REDRESSEURS & & LES GRADATEURS

LES HACHEURS

LES ONDULEURS & LES VARIATEURS DE LA FREQUENCE

EFFETS ET SOLUTIONS

CONCLUSION

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INTRODUCTION

En hydraulique :Un convertisseur de couple permet de transmettre un couple

avec certains avantages et certains inconvénients. En électrotechnique :Un convertisseur électrotechnique statique modifie un courant

électrique alternatif. En informatique :Un convertisseur est un programme modifiant des donnés. En électronique :Analogique-un filtre est un montage électronique modifiant un

signal.

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LES CONVERTISSEURS STATIQUES :LES CONVERTISSEURS STATIQUES :

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Familles de convertisseurs statiques :

Les redresseurs :

  

Conversion ALTERNATIF/ CONTINU :

Les redresseurs sont les convertisseurs de l'électronique de puissance qui assurent directement la conversion alternatif-continu.

On Alimentés par une source de tension alternative monophasée ou polyphasée, ils permettent d'alimenter en courant continu le récepteur branché à leur sortie.

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1-Redresseurs non commandés :

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Application : alimentation continue alimentée par le secteur :

Pour une charge résistive :

Pour rendre cette tension continue on branche un condensateur en parallèle avec R.

2-Redressement commandé : La charge est ici un moteur à courant continu qui consomme un

courant I (supposé constant) :

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Les gradateurs :

Le gradateur est un montage qui permet de faire varier la valeur de la tension efficace aux bornes d'une charge telle qu'un moteur sans changer la fréquence de l'onde alternative de la source.

La structure de base repose sur un interrupteur électronique capable de conduire dans les deux sens à l'état passant.

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Conversion ALTERNATIF/ALTERNATIF :

Le hacheur permet d'alimenter une charge sous une tension

continue réglable à partir d'une source continue fixe.

Les hacheurs : Conversion CONTINU/ CONTINU

Topologie des Hacheurs Elémentaires :

E1 E2

?

?

?

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1-hacheur série :

Chronogrammes :

interrupteur K2-diode de « roue libre » interrupteur K1Il doit être :- commandable à la fermeture (amorçage)- commandable à l’ouverture (extinction)- unidirectionnel en courant 1010

2-Hacheur parallèle  :

Etude de l'inductance:-Le courant dans l'inductance vaut:Pendant la phase d'accumulation: iL = I0 + t où I0 est la valeur initiale du courant.A la fin de cette phase, il atteint la valeur I = I0 + T

1111

3-hacheur de traction :

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Ce hacheur, aussi appelé " Hacheur 2 quadrants réversible en courant ", est en fait l'association d'un

hacheur série et d'un hacheur parallèle.

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Les onduleurs:

Conversion CONTINU /ALTERNATIF

Un convertisseur continu-alternatif permet Un convertisseur continu-alternatif permet d’obtenir une tension alternative d’obtenir une tension alternative (éventuellement réglable en fréquence et en (éventuellement réglable en fréquence et en amplitude) à partir d’une source de tension amplitude) à partir d’une source de tension continue.continue.

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Exemples d’utilisations des onduleurs :

L'onduleur de secours pour le matériel L'onduleur de secours pour le matériel informatique permet d'assurer la informatique permet d'assurer la continuité de l'alimentation en cas continuité de l'alimentation en cas découpures sur le réseau.découpures sur le réseau.

Il permet aussi de filtrer les éventuels Il permet aussi de filtrer les éventuels défauts de la tension du réseau (parasites défauts de la tension du réseau (parasites ou surtensions).ou surtensions).

Réalisation pratique :Réalisation pratique :

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Les interrupteurs électroniques doivent Les interrupteurs électroniques doivent être :être :

commandables à la fermeturecommandables à la fermeture commandables à l’ouverturecommandables à l’ouverture bidirectionnels en courant (car courant bidirectionnels en courant (car courant

alternatif)alternatif)

ETUDE DU FONCTIONNEMENT DE LA PARTIE ETUDE DU FONCTIONNEMENT DE LA PARTIE PUISSANCE:PUISSANCE:

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Mailles de Conduction:Mailles de Conduction:

1-Accumulation alternance positive

2-Restitution alternance négative

3- Accumulation alternance négative 4 - Restitution alternance positive

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Les variateurs de fréquence

COMMENT FAIRE VARIER LA COMMENT FAIRE VARIER LA FREQUENCE DE L'ALIMENTATION FREQUENCE DE L'ALIMENTATION D'UN MOTEUR :D'UN MOTEUR :

La solution passe par l'utilisation de variateur de fréquence,La solution passe par l'utilisation de variateur de fréquence,

plus communément appelé variateur de vitesse. L'utilisationplus communément appelé variateur de vitesse. L'utilisation

d'un tel convertisseur permet d'obtenir une plage de variationd'un tel convertisseur permet d'obtenir une plage de variation

de vitesse allant de 0 (f = 0 Hz) à la vitesse nominale dude vitesse allant de 0 (f = 0 Hz) à la vitesse nominale du

moteur (f = 50 Hz). On peut même faire fonctionner le moteurmoteur (f = 50 Hz). On peut même faire fonctionner le moteur

en survitesse si la fréquence dépasse les 50 Hz.en survitesse si la fréquence dépasse les 50 Hz.

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Schéma de principe d'un variateurSchéma de principe d'un variateur

Structure d'un variateur de fréquence Structure d'un variateur de fréquence industrielindustriel

Un REDRESSEUR (monophasé ou triphasé) permettant Un REDRESSEUR (monophasé ou triphasé) permettant d'élaborer une source de tension continue.d'élaborer une source de tension continue.

Un circuit de filtrage (permettant l'obtention d'un signal Un circuit de filtrage (permettant l'obtention d'un signal pratiquement continu).pratiquement continu).

Un ONDULEUR TRIPHASE autonome qui recré à partir Un ONDULEUR TRIPHASE autonome qui recré à partir de la tension continue fixe un réseau de tension de la tension continue fixe un réseau de tension alternative triphasé de fréquence et de tension alternative triphasé de fréquence et de tension variable.variable.

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Effets et solutions :

Principaux générateurs d’harmoniques:Principaux générateurs d’harmoniques:

Ce sont les démarreurs électroniques, les variateurs de Ce sont les démarreurs électroniques, les variateurs de vitesse (convertisseurs de fréquence), onduleurs, vitesse (convertisseurs de fréquence), onduleurs, alimentations à découpage, lampes à décharge, alimentations à découpage, lampes à décharge, ordinateurs, téléviseurs …ordinateurs, téléviseurs …

Les récepteurs peuvent être classés en deux familles principales : Les récepteurs linéaires (ou charges linéaires).Les récepteurs linéaires (ou charges linéaires). Les récepteurs non- linéaires (ou charges non- Les récepteurs non- linéaires (ou charges non- linéaires).linéaires).

Charges linéaires et non linéaires :Charges linéaires et non linéaires :

2020

Exemples des effets de la pollution Exemples des effets de la pollution harmonique de quelque matériel harmonique de quelque matériel

électrique électrique Machines tournantes : Echauffements supplémentaires Machines tournantes : Echauffements supplémentaires

(effet joule) + Couples oscillatoires qui provoquent des (effet joule) + Couples oscillatoires qui provoquent des vibrations et vibrations et

du bruit.du bruit. Transformateurs : Echauffements supplémentaires (effet Transformateurs : Echauffements supplémentaires (effet

joule) + Pertes dans le fer + Risque de saturation.joule) + Pertes dans le fer + Risque de saturation.

Electronique de puissance : Troubles de fonctionnement.Electronique de puissance : Troubles de fonctionnement.

Téléviseurs : Déformation de l’image et du son.Téléviseurs : Déformation de l’image et du son.

Câbles : Augmentation des pertes.Câbles : Augmentation des pertes.

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Conséquences des harmoniques :Conséquences des harmoniques :

Trouble fonctionnel des micro–ordinateur. Trouble fonctionnel des micro–ordinateur.

Les effets instantanés :Les effets instantanés :

On peut classer les effets engendrés par les harmoniques On peut classer les effets engendrés par les harmoniques en deux types:en deux types:

Les perturbations et la dépollution dans les systèmes Les perturbations et la dépollution dans les systèmes électrique.électrique.

Défauts de fonctionnements de certains équipements Défauts de fonctionnements de certains équipements électriques.électriques.

Vibrations et bruits.Vibrations et bruits.

2222

Les effets à terme :Les effets à terme :

Echauffement des condensateurs. Echauffement des condensateurs.

Echauffement des câbles et de l’équipement. Echauffement des câbles et de l’équipement.

Echauffements des pertes supplémentaires des Echauffements des pertes supplémentaires des machines et des transformateurs. machines et des transformateurs.

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  SOLUTIONS DE DEPOLLUTION SOLUTIONS DE DEPOLLUTION HARMONIQUES DES RESEAUX HARMONIQUES DES RESEAUX

ELECTRIQUES :ELECTRIQUES :

Ce sont des techniques qui doivent être connues par tous Ce sont des techniques qui doivent être connues par tous les électriciens. Plusieurs solutions existent pour limiter les électriciens. Plusieurs solutions existent pour limiter la propagation et l’effet des harmoniques dans les la propagation et l’effet des harmoniques dans les réseaux électriques : réseaux électriques :

l’utilisation de dispositifs de filtrage pour réduire la propagation des harmoniques produits par des charges non linéaires.

Solutions traditionnelles :Solutions traditionnelles :

On peut regrouper les solutions visant à réduire les On peut regrouper les solutions visant à réduire les perturbations harmoniques en deux groupes : les perturbations harmoniques en deux groupes : les solutions traditionnelles et les solutions modernes. solutions traditionnelles et les solutions modernes.

l’augmentation de la puissance de court-circuit du réseau et l’utilisation de convertisseurs peu polluants qui ont pour effet de diminuer la distorsion harmonique.

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Solutions modernes :Solutions modernes :

Fabriquer la charge la moins polluante possible, de manière à réduire le taux d’émission d’harmoniques.

Les filtres actifs sont proposés comme des solutions avancées de dépollution des réseaux électriques, pour fournir aux consommateurs une bonne qualité de l’énergie électrique, même dans les conditions de fonctionnement les plus perturbées.

Ces solutions peuvent s’adapter aux évolutions de la Ces solutions peuvent s’adapter aux évolutions de la charge et du réseau électrique et ceci sans toucher aux charge et du réseau électrique et ceci sans toucher aux installations du fournisseur d’énergie et du installations du fournisseur d’énergie et du consommateur.consommateur.

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CONCLUSIONCONCLUSION

Une réduction dans les pertes (rendement élevé).

Réduction du poids totale, et la surface nécessaire pour l'installation.

Une haute  fiabilité et un service simple.

Réalisation simple et facile.

Avec l’arrivé des convertisseurs statiques on a dépassés plusieurs obstacles, on peut citer :

Finalement je dois signaler que le projet de fin d’étude pour tous les étudiants est une activité pédagogique pour développer et améliorer le niveau de ses connaissances.

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

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