Onduleur autonome à source de tension

a/Principe :

            Ce variateur de vitesse est constitué d’un redresseur à thyristors suivi d’un filtre de tension (inductance et condensateur) et d’un onduleur autonome à thyristors ou à transistors.

L’unité de commande et d’allumage est construite autour d’un module intelligent à microcontrôleur. Cette unité génère les impulsions d’amorçage ou de blocage aux moments appropriés pour ajuster les valeurs de tension ou de fréquence.

b/ Conservation de couple :

Afin de maintenir un couple maximal constant à la charge, le redresseur fournit à l’onduleur une tension qui est  proportionnelle à la fréquence.  Le rapport entre la tension et la fréquence est un paramètre qu’il est possible d’ajuster selon l’application.

La figure montre la courbe tension-fréquence pour un fonctionnement normal, la tension augmente de façon linéaire jusqu’à la fréquence nominale (50H) et reste constante au- dessus de 50Hz. De 0 à 50Hz, on a un fonctionnement en couple constant et lorsque la fréquence est supérieure à 50Hz, le couple diminue mais la puissance reste constante.

c/ Fonctionnement :

La commutation de l’onduleur autonome produit aux bornes du moteur une tension alternative de forme rectangulaire. La durée de chaque alternance est de 120°, et l’amplitude augmente avec la fréquence. La figure représente la forme d’onde entre deux phases du moteur.

L’action de l’onduleur peut être simulé par trois commutateurs. La séquence d’ouverture et de fermeture qui est réglée par l’unité de commande est donnée ci après. La séquence de commutation se fait en 6 étapes (intervalle de 60°), après quoi le cycle recommence.

Séquences de commande :

	Séquence s1	Séquence s2	Séquence s3	Séquence s4	Séquence s5	Séquence s6
Th1		x	x	x
Th2				x	x	x
Th3	x	x				x
Th4	x				x	x
Th5	x	x	x
Th6			x	x	x

Ce système d’entraînement permet de faire varier simultanément la vitesse de plusieurs moteurs. Il peut alimenter des moteurs asynchrones et synchrones. Dans ce dernier cas, on peut faire varier la vitesse d’un groupe de moteurs avec grande précision.

En pratique, la vitesse est variable dans un rapport de 1 à 10. Les moteurs ont une puissance typique comprise entre 15Kw et 230KW.