Electronique de puissance - Modulation de largeur d'impulsion
PWM est une technique utilisée pour réduire la distorsion harmonique globale (THD) dans un courant de charge. Il utilise une onde d'impulsion de forme rectangulaire / carrée qui se traduit par une valeur de forme d'onde moyenne variable f (t), après que sa largeur d'impulsion a été modulée. La période de temps pour la modulation est donnée par T. Par conséquent, la valeur moyenne de la forme d'onde est donnée par
$$ \ bar {y} = \ frac {1} {T} \ int_ {0} ^ {T} f \ left (t \ right) dt $$
Modulation de largeur d'impulsion sinusoïdale
Dans un simple onduleur de tension source, les interrupteurs peuvent être activés et désactivés selon les besoins. Au cours de chaque cycle, l'interrupteur est activé ou désactivé une fois. Il en résulte une forme d'onde carrée. Cependant, si le commutateur est activé plusieurs fois, un profil harmonique qui est une forme d'onde améliorée est obtenu.
La forme d'onde PWM sinusoïdale est obtenue en comparant la forme d'onde modulée souhaitée avec une forme d'onde triangulaire de haute fréquence. Que la tension du signal soit inférieure ou supérieure à celle de la forme d'onde porteuse, la tension de sortie résultante du bus CC est soit négative soit positive.
L'amplitude sinusoïdale est donnée par A m et celle du triangle porteur est donnée par A c . Pour PWM sinusoïdal, l'indice de modulation m est donné par A m / A c .
Forme d'onde sinusoïdale modifiée PWM
Une forme d'onde PWM sinusoïdale modifiée est utilisée pour le contrôle de puissance et l'optimisation du facteur de puissance. Le concept principal est de déplacer le courant retardé sur le réseau vers le réseau de tension en modifiant le convertisseur PWM. Par conséquent, il y a une amélioration de l'efficacité de la puissance ainsi qu'une optimisation du facteur de puissance.
PWM multiple
Le PWM multiple a de nombreuses sorties dont la valeur n'est pas la même mais la période de temps sur laquelle elles sont produites est constante pour toutes les sorties. Les onduleurs avec PWM peuvent fonctionner à une sortie haute tension.
La forme d'onde ci-dessous est une onde sinusoïdale produite par un PWM multiple
Contrôle de la tension et des harmoniques
Une forme d'onde périodique qui a une fréquence, qui est une intégrale multiple de la puissance fondamentale avec une fréquence de 60 Hz, est appelée harmonique. La distorsion harmonique totale (THD), quant à elle, fait référence à la contribution totale de toutes les fréquences de courant harmonique.
Les harmoniques sont caractérisées par l'impulsion qui représente le nombre de redresseurs utilisés dans un circuit donné. Il est calculé comme suit -
$$ h = \ gauche (n \ fois P \ droite) +1 \ quad ou \ quad -1 $$Où n - est un entier 1, 2, 3, 4… .n
P - Nombre de redresseurs
Il est résumé dans le tableau ci-dessous -
Harmonic |
Frequency |
| 1er | 60 Hz |
| 2 ème | 120 Hz |
| 3 ème | 180 Hz |
| 4 ème | 240 Hz |
| 5e . . 49e |
300 Hz . . 2940Hz |
Les harmoniques ont un impact sur la sortie de tension et de courant et peuvent être réduites en utilisant des transformateurs d'isolement, des inductances de ligne, une nouvelle conception des systèmes d'alimentation et des filtres harmoniques.
Onduleur résonnant série
Un onduleur résonant est un onduleur électrique dont le fonctionnement est basé sur l'oscillation du courant résonnant. Ici, le dispositif de commutation et le composant résonnant sont connectés en série l'un à l'autre. En raison des caractéristiques naturelles du circuit, le courant traversant le dispositif de commutation tombe à zéro.
Ce type d'onduleur produit une forme d'onde sinusoïdale à des fréquences très élevées dans la plage de 20 kHz à 100 kHz. Il est donc le plus approprié pour les applications qui nécessitent une puissance fixe comme le chauffage par induction et l'éclairage fluorescent. Il est généralement de petite taille car sa fréquence de commutation est élevée.
Un onduleur résonnant a de nombreuses configurations et est donc classé en deux groupes -
- Ceux avec des commutateurs unidirectionnels
- Ceux avec des commutateurs bidirectionnels