Modélisation d'un onduleur monophasé

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Table des matières

I Simulation de l’onduleur        2

1.1 Schéma théorique        2

1.2 Simulations PSIM        3

1.3 Résultats        5

II Etudes des composants        7

2.1 Transistors        7

2.2 Diodes        7

Introduction 

Le passage au véhicule tout électrique est un des enjeux actuels majeurs  …

Nous essayerons d’établir dans ce projet un onduleur permettant la conversion du courant continu provenant de la batterie d’un véhicule électrique en courant alternatif utilisé sur le réseau.

Dans une première partie nous nous intéresserons à la simulation d’un tel onduleur sur PSIM. Puis nous dimensionnerons les différents éléments en fonction des résultats obtenus. Enfin, nous chercherons des composants réels pouvant correspondre à notre circuit et étudierons leur comportement.

I Simulation de l’onduleur

1.1 Schéma théorique

Un onduleur permet la conversion d’un courant continu en courant alternatif. On impose une tension continue E en entrée. La tension en sortie doit prendre alternativement les valeurs +E et -E de façon périodique. Le schéma suivant permet d’obtenir ce résultat :

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Tout d’abord, pour ne pas créer de court-circuit, T1 et Tb1 doivent fonctionner de manière complémentaire, de même pour T2 et Tb2. Ainsi, par une loi des mailles, lorsque T1 et Tb2 sont commandés, on a une tension U12 de sortie égale à +E. Lorsque T2 et Tb1 sont commandés, on obtient une tension U12 égale à -E. Le changement de signe est possible grâce aux diodes qui imposent le sens du courant.

Par la suite il convient de commander les transistors avec un rapport cyclique ᾳ évoluant sinusoïdalement pour que le courant en sortie soit lui aussi sinusoïdal. Pour cela, on comparera la tension triangulaire à une tension sinusoïdale. Nous avons obtenu l’expression de ᾳ(t) par le calcul suivant :

1.2 Simulations PSIM

Première simulation

Nous avons fait une première simulation en plaçant en sortie une charge résistive pour représenter le réseau plus simplement et ainsi voir si le circuit et la commande permettent bien d’obtenir un courant sinusoïdal.

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Deuxième simulation

Pour affiner le modèle, nous avons placé une source de tension en sortie pour modéliser le réseau. Nous avons refait le calcul pour trouver l’expression de ᾳ en choisissant d’imposer une puissance de 3kW :

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Troisième simulation

Dans cette dernière simulation, nous n’avons plus pris les transistors et diodes idéaux mais nous avons effectué des recherches sur le site de composants électroniques Farnell pour trouver des diodes et transistors compatibles avec les courants et tensions susceptibles de les traverser. Nous avons ainsi choisi le transistor MOFSET… et la diode …