3.3.2 Convertisseur CC / CA : inverseur ou onduleur
Il inverse une source d'entrée
générée de courant continu en courant alternatif, que l'on
trouve dans les systèmes fournissant une alimentation en courant
alternatif autonome connectée aux systèmes GD.
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Un onduleur continu-alternatif est un circuit qui modifie une
entrée en courant continu variable en courant alternatif d'une tension
et d'une fréquence spécifiées, ainsi qu'une tension
continue régulée. Dans le cas de ce projet, la source de tension
continue d'entrée sera une batterie, une pile photovoltaïque et une
pile à combustible, la source d'alimentation alternative étant
fournie par l'éolienne qui sera convertie en tension continue pour
pouvoir être connectée au bus continu. En tant que tel, la tension
continue sera probablement incohérente et des considérations
devront être prises en compte pour atteindre la sortie souhaitée.
Il existe deux types d'onduleur :
1. Onduleurs monophasés
Onduleur à demi-pont
L'inverseur de source de tension (IST) en demi-pont
monophasé et à deux niveaux est considéré comme
l'une des configurations d'onduleurs les plus simples, comme le montre la
figure 3.5 ci-dessous. Le circuit est constitué d'une paire de
dispositifs à semi-conducteurs connectés en série à
travers l'alimentation en courant continu (Bose 2002). Le demi-pont IST
comprend une cellule de commutation supérieure et une cellule de
commutation inférieure. Chacune des cellules de commutation est
constituée d'un commutateur unidirectionnel entièrement
contrôlable connecté en antiparallèle à une diode.
Cette configuration de commutateur crée un commutateur inverseur que
l'on trouve facilement, comme c'est le cas dans les IGBT commerciaux. Une
source CC, une unité de batterie ou une structure plus
détaillée telle que le côté CC d'un convertisseur CA
/ CC peut être le système CC qui conserve la tension nette du
condensateur divisé.
La figure du demi-pont IST ci-dessous est appelée
convertisseur à deux niveaux car la tension côté CA
commutée, en tout point dépend de la cellule de commutation
activée soit à la tension du noeud p, soit à la tension de
noeud n. la technique de modulation de largeur d'impulsion (MLI) est
généralement utilisée pour contrôler la composante
de base de la tension côté alternatif (Yazdani & Iravani
2010).
37
Figure 3. 5 : Schéma de l'IST en demi-pont
monophasé à deux niveaux
La Fig. 3.6 ci-dessous montre un IST monophasé à
pont complet à deux niveaux (encore appelé convertisseur en pont
en H) qui est obtenu si deux IST à demi-pont sont connectés en
parallèle par leurs côtés CC. Par conséquent, le
système alternatif peut être interfacé avec les bornes
côté alternatif de l'onduleur en pont complet. La paire de
commutateurs alternatifs génère la tension de sortie
carrée. Les diodes et les IGBT sont conçus pour pouvoir maintenir
la tension d'alimentation. L'avantage de l'inverseur à source de tension
(IST) en pont complet est que, pour une tension continue
spécifiée, la tension alternative générée
par l'IST en pont complet est deux fois supérieure par rapport aux IST
en demi-pont, ce qui permet une utilisation plus efficace de la tension
continue et du commutateur de cellules. Les IST en pont complet de la figure
3.6 est également appelé convertisseur en pont en H (Yazdani et
Iravani, 2010; Bose, 2002).
Figure 3. 6 : Schéma de l'IST en pont
complet
2. Inverseurs de pont triphasés
La figure 3.7 ci-dessous présente la
représentation d'un inverseur à source de tension (IST) à
deux niveaux triphasés. L'IST triphasé est une extension du VSI
en demi-pont de la Fig. 3.6 ci-dessus. Les inverseurs à pont
triphasé sont couramment utilisés pour les moteurs à
courant alternatif et les alimentations en courant alternatif à usage
général. L'inverseur triphasé est
généralement interfacé avec le système alternatif
via un transformateur triphasé, conformément à la
connexion à trois fils dans les applications de système
d'alimentation. Généralement, une alimentation secteur
monophasée ou triphasée alimente une entrée CC via un
filtre LC ou C. Cependant, l'IST doit permettre la connexion au point
médian de son condensateur divisé côté CC par le
biais du quatrième fil, appelé fil neutre, si une interface
à quatre fils est nécessaire. Dans le cas contraire, il doit
être amplifié avec un convertisseur demi-pont
supplémentaire, afin d'indiquer le quatrième tronçon
correspondant aux trois autres tronçons, le terminal alternatif
étant connecté au quatrième fil (Bose, 2002) (Yazdani
& Iravani, 2010).
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Figure 3. 7: (a) IST à trois fils, trois phases,
deux niveaux. (b) représentation
symbolique de l'IST à trois
phases
Le circuit inverseur tel que représenté sur la
figure 3.7 ci-dessus comprend trois demi-ponts, qui ont un déphasage
égal avec un angle de 2ð / 3 pour produire les ondes de tension
triphasées. Les tensions de phase à onde carrée tenant
compte de la prise médiane à courant continu peuvent être
exprimées par la série de Fourier (Bose, 2002).
Vao =2vd [cos tot -3 cos 3tot+5 cos 5tot-".] 3.
1
Ir
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|
??????
??????= ?? [?????? (???? - ??????) - ?????????? ?? (????
- ??????)+?????????? ??(????- ??? ??? )
|
] 3. 2
|
??????
??????= ?? [?????? (???? + ??????)-???? ?????? ??(????+
??????)+???? ?????? ??(????+ ??????)-?] 3. 3
Quand Vd = source de tension continue, par conséquent, les
tensions de ligne peuvent être dérivées d'équations
comme suit :
|
=
=
=
|
??v??????
|
[??????
[??????
|
[?????? (????+???
(????
(????
|
+????) +??-????
- ?? ??) + ?? - ?? ??
???
)+??-?? ??
|
??????
?????? ??
??????
?????? ??
??????
?????? ??
|
= ?????? -
(???? +????)-??????????
= ?????? -
(???? - ?? ??)
= ?????? -
+??????)
|
??????
??????
- ?? ?? ??????
??????
- ??????????
|
??
??
??
|
(???? +?? ??) +?]
(???? - ?? ??) + ?]
??? ???
|
3. 4
3. 5
3. 6
|
|
??
??v??????
|
|
??
??v??????
|
|
??
|
|
(????
|
(????- )+?]
|
Cependant, il est important de noter que l'amplitude
de la tension de ligne fondamentale est égale à v3 fois
la tension de phase et que ??/6 correspond au
décalage de phase.
| 
