ONDULEUR A MODULATION DE LARGEUR D’IMPULSION MLI

1/Problème du filtrage :

La tension en sortie du convertisseur continu/alternatif n’est pas sinusoïdale. En effet, les semi-conducteurs travaillant en commutation, la tension de sortie sera toujours constituée de  « morceaux » de tension continue. Cette tension non sinusoïdale peut être considérée comme la somme d’un fondamental (que l’on souhaite) et de tensions de fréquences multiples de celle du fondamental, les harmoniques (que l’on ne souhaite pas). Ces tensions harmoniques  provoquent la circulation de courants harmoniques.

L’objectif du filtrage dépend du système considéré :

·    Dans le cas des ASI, on souhaite une tension analogue à celle délivrée par le réseau donc sinusoïdale. On va donc filtrer la tension avec des condensateurs. L’impédance en alternatif d’un condensateur étant Zc  = 1/Cw, on voit que pour les harmoniques de tension de rang croissants, cette impédance est de plus en plus faible.

·    Dans le cas des variateurs de vitesse pour MAS, on souhaite que le courant soit sinusoïdal pour éviter les couples harmoniques générateurs de pertes et de vibrations. On va donc lisser le courant avec des inductances. L’impédance en alternatif d’une inductance étant Z L= Lw, on voit que pour les harmoniques de courants de rang croissants, cette impédance est de plus en plus grande.

Remarques :

 Dans le cas des MAS, l’inductance propre du stator suffit généralement à assurer un filtrage convenable.

2/Technique MLI :

La modulation de largeur d’impulsion MLI , est une méthode qui consiste à introduire des commutations supplémentaires à fréquence plus élevées que la fréquence du fondamental, transformant la tension en une suite de créneaux d’amplitude fixe et de largeur variables .

Elle repousse vers les fréquences les plus élevées les harmoniques de la tension de sortie, ce qui facilite le filtrage.

Elle permet de faire varier la valeur du fondamental de la tension de sortie  comme elle permet de se rapprocher du signal sinusoïdal désiré.

Les spectres de fréquences suivants montrent l’effet de la technique MLI sur la distribution des harmoniques :

Spectre de fréquence aux bornes d’une charge RL alimentée par un onduleur monophasée en demi pont non isolé.

Spectre de fréquence dans le cas d’une commande MLI : disparition des harmoniques 3 et 5.

3/ Principe :

La commande MLI est réalisée par comparaison d’une onde modulante basse fréquence à une onde porteuse haute fréquence de forme triangulaire.

La commande à MLI présente une neutralisation efficace des harmoniques permettant ainsi de se rapprocher du signal sinusoïdal désiré.