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Interface d'électronique de puissance universelle pour une production décentralisée.


par Etienne Gessel Koulakoumouna Mbabala
Université Marien Ngouabi - Master Génie électrique et électronique  2019
  

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CHAPITRE 3

CONVERTISSEURS D'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE

3.1 Introduction

Avec les progrès accomplis dans le développement d'une interface électronique de puissance qui joue un rôle essentiel dans la conversion de la tension continue de sortie d'une source quelconque en une forme d'énergie appropriée pour les applications résidentielles / connectées au réseau. Ceci est fait en utilisant des topologies d'onduleur CC à CA à un étage avec un convertisseur élévateur (hacher) CC à CC connecté en série avec l'onduleur formant une conversion de puissance à plusieurs étages.

Les convertisseurs d'électroniques de puissance ont été largement utilisés pour des applications domestiques, industrielles et informatiques. Cependant, au cours des dernières années, leur application dans les systèmes électriques a considérablement augmenté grâce aux progrès des technologies des semi-conducteurs de puissance et de la microélectronique. De ce fait, l'utilisation de convertisseurs d'électroniques de puissance dans les applications de conditionnement, de compensation et de filtrage de puissance augmente progressivement.

3.2 Les systèmes de conversion d'électronique de puissance

Un convertisseur d'électronique de puissance peut être défini comme un circuit multiport composé d'interrupteurs à semi-conducteurs et également constitué de composants et d'appareils auxiliaires tels que des inductances, des condensateurs, des transformateurs, etc. Le rôle d'un convertisseur est principalement de permettre l'échange d'énergie entre deux ou plusieurs sous-systèmes, conformément aux conditions de performance requises. Les sous-systèmes ont souvent des caractéristiques différentes en termes de formes d'onde de tension ou de courant, d'angle de phase, de nombre de phases et de fréquence et ne peuvent donc être interfacés que par l'intermédiaire de convertisseurs d'électroniques de puissance. Dans le cas d'une éolienne ou d'une génératrice, un convertisseur d'électronique de puissance est nécessaire en tant qu'interface, c'est-à-dire un sous-système électromécanique produisant de l`électricité à fréquence ou à tension variable, avec le réseau de distribution à fréquence constante ou à tension constante.

Les convertisseurs sont généralement classés en fonction du type de sous-systèmes électriques avec lesquels ils interfacent, à savoir CA ou CC, conformément à la

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littérature technique. Par conséquent, un convertisseur CC-CA interface un sous-système CC avec un sous-système CA, un convertisseur CC-CC interface deux sous-systèmes CC et un convertisseur CA-CA interface deux sous-systèmes CA (Mohan & Undeland 2007).

Le redresseur à pont de diodes conventionnel est un exemple de convertisseur alternatif-continu. Un convertisseur alternatif-continu est appelé redresseur si le flux de puissance moyenne est du côté alternatif au côté continu. Sinon, le convertisseur est appelé inverseur si le flux de puissance moyen est du côté continu au côté alternatif. Certains types de convertisseurs CC-CA ont la capacité de transférer de l'énergie en mode bidirectionnel, avec précision. Ils peuvent fonctionner soit en inverseur, soit en redresseur. Cependant, le convertisseur pont-diodes ne peut fonctionner que comme redresseur.

Le convertisseur CC-CC peut également être appelé convertisseur CC, et le convertisseur CA-CA peut être identifié comme un convertisseur CA. Un convertisseur de courant continu peut interfacer directement deux sous-systèmes de courant continu ou utiliser un lien de courant alternatif intermédiaire. Pour le second scénario, le convertisseur comprend deux convertisseurs continu-alternatif consécutifs, intégrés par leurs côtés alternatifs. De même, un convertisseur alternatif peut être direct, tel que le convertisseur matriciel, ou implémenter un lien continu moyen. La mise en oeuvre de la liaison CC consiste en deux convertisseurs CC-CA consécutifs, intégrés par leurs côtés CC. Ce type est également appelé convertisseur CA / CC / CA, couramment utilisé dans les moteurs à courant alternatif et les systèmes de conversion d'énergie éolienne à vitesse variable (Gidwani et al. 2013).

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"Il faudrait pour le bonheur des états que les philosophes fussent roi ou que les rois fussent philosophes"   Platon