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Auteur(s)
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François BERNOT : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Docteur en sciences pour l’ingénieur - Professeur des universités à l’École d’ingénieurs de Tours
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Lire l’articleINTRODUCTION
Précisons tout de suite que le terme hacheur représente la classe des convertisseurs continu/continu. Ils peuvent être modulés en MLI (modulation de largeur d’impulsions) ou en MPI (modulation de position d’impulsions), en anglais respectivement PWM (Pulse Width Modulation) et PPM (Pulse Position Modulation).
D’un point de vue structurel, un onduleur MLI triphasé sera constitué de six hacheurs simples continu/continu, regroupés en trois hacheurs réversibles du même type. Il est donc important de bien comprendre le fonctionnement des hacheurs, avant d’aborder celui des onduleurs traité dans un autre article.
Le hacheur est indispensable lorsque la source est continue (batterie, caténaire...). Mais il est aussi largement utilisé en robotique industrielle (alimentation secteur + redresseur), car sa fréquence de découpage élevée donne un motovariateur à bande passante large.
L’article [E 3 964] a pour objet l’étude du fonctionnement des hacheurs abaisseurs et élévateurs de tension à un quadrant, dont sera déduit le fonctionnement du hacheur de tension réversible dans deux et quatre quadrants. Les autres variantes de hacheurs sont abordées rapidement : à stockage intermédiaire, isolés, résonants...
La modélisation fine des accessoires des structures rencontrées, ainsi que leur commande font l’objet de l’article Hacheurs : filtres, commutations et commande.
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Hacheur réversible à quatre quadrants
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3. Hacheur réversible à deux quadrants
Les deux hacheurs précédents (§ 1 et § 2) sont peu utilisés tels quels, surtout l’élévateur. En revanche, leur combinaison conduit à des structures très utiles pour la commande de charges actives, telles que les moteurs à courant continu (hacheur), ou encore alternatifs (onduleur).
3.1 Construction de la structure
Reprenons les deux hacheurs à un quadrant précédents, et associons-les tête-bêche, en une seule structure. Nous obtenons ainsi le convertisseur continu/continu à deux quadrants en courant, représenté sur la figure 13.
Dans ce convertisseur à deux quadrants, un seul transistor est commandé à la fois. Si T1 est excité, la diode D1 fonctionnera en opposition de phase, comme sur la figure 5. De la même façon, T2 mettra D2 en fonctionnement, en accord avec le mode élévateur (figure 12). Dans le fonctionnement abaisseur, la diode D2 ne conduira jamais, tandis qu’en élévateur, D1 sera toujours inactive. Cette structure porte le nom de bras de hacheur.
D’autres associations de hacheurs...
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