III-3-4-2 Le convertisseur continu-alternatif (DC-AC) :
L'onduleur
Un onduleur est un dispositif électronique permettant
de fournir une tension alternative avec une fréquence fixe ou ajustable
à partir d'une source d'énergie électrique de tension
continue. Avec même puissance presque, L'onduleur est un convertisseur
statique de type continu/alternatif. Il est dit autonome s'il assure de lui
même sa fréquence et sa forme d'onde.
La conception de l'ensemble du système
photovoltaïque de façon à extraire le maximum de puissance
du générateur photovoltaïque, quelles que soient les
perturbations d'éclairement et de la température, pour alimenter
les appareils sous la tension alternative à partir des panneaux solaires
nécessite l'utilisation d'un onduleur assurant la conversion DC/AC. Il
peut être conçu à base de transistors de puissance ou
à thyristors utilisés comme commutateurs de puissance.
La fréquence de commutation de semi-conducteurs
détermine la fréquence de la tension de sortie. L'onduleur
autonome impose lui- même la forme et la fréquence de l'onde de
sortie.
Dans le système de pompage photovoltaïque, la
connexion entre le générateur photovoltaïque et la pompe
entraînée par un moteur à courant alternatif est faite par
un onduleur. Ce dernier permet de réaliser un transfert optimal de
puissance entre le générateur et le groupe moto- pompe sous les
conditions variables de la puissance produite et de la demande en puissance. Ce
transfert est contrôlé par variation de fréquence [24].
Deux types d'onduleurs sont donc utilisés pour assurer une
telle conversion :
? Onduleur Monophasé. ? Onduleur Triphasé.
a) Onduleur Monophasé
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Ce type d'onduleur délivrant en sa sortie une tension
alternative monophasée, est généralement destinée
aux alimentations de secours. Deux classes d'onduleurs monophasés sont
à distinguer, suivant leur topologie.
? Onduleur monophasé en demi-pont
Le schéma de principe d'un tel onduleur monté en
demi-pont est montré sur la Figure III.24 :
.
Figure III.24 : Schéma de principe d'un
onduleur monophasé en demi-pont.
Il est constitué principalement de deux interrupteurs
de puissance notés S1 et S2 à commande complémentaire .La
durée de conduction de chacun des interrupteurs est alors d'un demi
cycle (180°) correspondant à la fréquence du signal de
sortie requis. Lors de la fermeture de l'interrupteur S1, la tension aux bornes
de la charge serait donc de + E/2, et prend la valeur - E/2 quand le second
interrupteur, S2 est fermé.
La conduction simultanée des deux interrupteurs est
évitée par l'élaboration d'une commande adéquate
qui tient compte des différentes caractéristiques des
imperfections de ces interrupteurs de puissance (temps de montée tr ,
temps de descente tf et temps de stockage ts). Les diodes D1. D2, dites de
récupération, assurent la conduction d'un courant négatif
en cas de déphasage de ce dernier par rapport à la tension aux
bornes de la charge [25].
? Onduleur monophasé en pont (Pont H)
L'onduleur en pont est représenté en Figure
III.25 il comporte quatre interrupteurs de puissance désignée par
S1, S2, S3 et S4 quand les interrupteurs S1 et S2, sont fermés
simultanément la tension imposée aux bornes de la charge prend la
valeur + E, et de -E lors de la fermeture simultanée des deux autres
interrupteurs S3 et S4. Deux interrupteurs du même bras ne peuvent pas
conduire simultanément, à cause d'un court-circuit de la source
de tension continue [25].
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Figure III.25 : Schéma de Principe d'un
Onduleur Monophasé En Pont. b) Onduleur triphasé
:
Ce type d'onduleur est généralement
recommandé pour des applications de grande puissance .La structure de
tel convertisseur se fait par l'association, en parallèle, de trois
onduleurs monophasés en demi pont (ou en pont) donnant trois tensions de
sortie déphasées de 120° degrés, l'une par rapport
à l'autre [25].
Figure III.26 : Schéma de Principe d'un
Onduleur Triphasé En Pont
La Figure III.26 illustre la topologie d'un onduleur
triphasé à six interrupteurs de puissance. Le décalage
entre les signaux de commande est de 60°.
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