Onduleur à résonance

Thèmes abordés

Commande symétrique, charge résistive, charge inductive, commande décalée, onduleur à résonance, courant, tension, fréquence, chronogramme, spectre en fréquence, fréquence de commutation, pulsation de résonance, ESIGELEC

Résumé du document

L'objectif de ce TP repose sur l'étude de l'onduleur à résonance. Pour cela, dans un premier temps, nous allons mener une étude comparative entre l'onduleur à commande décalée et symétrique, avant de nous pencher sur le cas de l'onduleur à résonance.

Extraits

[...] 2.3) Pcharge=Ri2=0.18w 2.4) On a une symétrie de glissement donc = De plus, le développement en série ne contient pas d'harmonique de rang pair. Ainsi, les termes en cosinus disparaissent. On a donc : k=0+infinityA2k+1*sin⁡(2k+1ωt) k=0+infinity4E2PIτPI-τsin(2k+1)θdθ)*sin⁡(2k+1ωt) k=0+infinity2EPI*12k+1[cos2k+1τ-cos2k+1PI-2k+1τ]*sin⁡(2k+1ωt) k=0+infinity4EPI*12k+1*cos2k+1τ*sin⁡(2k+1ωt) On retrouve bien l'expression de la décomposition en série de Fourier de u(t). 2.5) Pour supprimer une harmonique, il suffit pour cela de choisir la valeur de τ qui annule harmonique choisie, ce qui est vérifié par : cos⁡(2k+1ωτ)2=0 À l'aide du calcul précédent, on trouve que le décalage de temps nécessaire pour annuler l'harmonique de rang 3 est de 3.3 ms. [...]

[...] Onduleur à résonance L'objectif de ce TP repose sur l'étude de l'onduleur à résonance. Pour cela, dans un premier temps, nous allons mener une étude comparative entre l'onduleur à commande décalée et symétrique, avant de nous pencher sur le cas de l'onduleur à résonance. Commande symétrique Charge résistive de 2Ohm Figure 1 : Montage onduleur à résonance avec commande symétrique et charge résistive Analyse temporelle de l'ouverture et fermeture des interrupteurs électroniques bidirectionnels (diode + transistors) T/2 : H1, H3 est fermé (donc passant) et H2, H4 est ouvert (donc bloqué) T/2 : H2, H4 est fermé (donc passant) et H1, H3 est ouvert (donc bloqué) Figure 2 : Allure du courant dans la charge Figure 3 : Allure de la tension aux bornes de la charge Calculer la valeur efficace de la tension u et du courant i Ueff= Umax2=202=14.14 V Ieff= Imax2= 102=7,07 A La puissance active absorbée par la charge est : Pa=R*Ieff2=2*7.072=99.9698 W=100W Analyser le spectre en fréquence de la tension U Conditions initiales : On a un glissement et une symétrie par rapport à l'origine donc X0 = 0 et les termes pairs / en cos sont nuls. [...]

[...] Concernant l'onduleur à résonance, nos observations concluent sur sa capacité à lisser le courant en rendant celui-ci moins fourni en éléments perturbateurs et ainsi approcher un courant ayant une forme voisine d'une sinusoïde. [...]

[...] Onduleur à résonance (fréquence de commutation = fréquence de résonance) 3.1.1) Récepteur inductif 3.1.2) 3.1.3) Plus la bobine a une forte inductance, plus le courant est lissé donc triangulaire. Récepteur RLC série 3.2.1) L'expression de la pulsation de résonance du système : ωr= 1L*C 3.2.2) ωr= 1L*C L=1C*ωr2 Pour C =20 μF on obtient 0.5066 H Pour C =10 μF on obtient 1.0132 H 3.2.3) Figure 8 Allure de i avec 22 ohms c=20uF et 0.5066H Figure 9 Spectre du courant avec 22 ohms c=20uF et 0.5066H Figure 10 Allure du courant avec 22 ohms c=10uF et 1.0132H Figure 11 Spectre du courant avec 22 ohms c=10uF et 1.0132H 3.2.4) En comparant les deux spectres du courant avec les différentes valeurs des composants, nous observons qu'ils sont identiques, ils ont une raie fondamentale à 50Hz. [...]

[...] Figure 6 Tension aux bornes de l'interrupteur K1 Figure 7 : Allure du courant passant dans l'interrupteur k1 Le montage étant constitué d'une charge purement résistive, les diodes du montage n'ont aucun rôle particulier. On relève un courant à la source égal à 10A. On obtient donc la puissance fournie par la source suivante : Psource = Isource * E = 10 * 20 = 200 W On a ainsi une puissance à la source supérieure à celle absorbée par la charge. Ce qui est nécessaire pour le bon fonctionnement du montage. [...]