1. 1. Hacheurs réversibles
      1. Hacheur réversibles en courant : 2 quadrants :

Les sources d'entrée et de sortie sont toujours de nature différente mais la structure recherchée doit permettre une réversibilité en puissance moyenne du dispositif. Cette réversibilité sera obtenue par une réversibilité en courant de la source de courant qui reste unidirectionnelle en tension.

Pour fixer les idées cette structure doit pouvoir s'appliquer à l'alimentation d'une machine à courant continu par un hacheur et permettre des phases de traction et de freinage sans réversibilité de la vitesse (tension unidirectionnelle) mais avec réversibilité de couple (réversibilité de courant).

Puisqu'on n'a pas de réversibilité en tension, les modes d'interconnexion des deux sources sont représentés sur la figure 4a. Cela conduit à la structure de le figure4b.

Il est facile de voir que la structure de la figure 4b se comporte :

• comme un hacheur dévolteur lorsque la. source de courant impose un courant positif (I>0)
•  comme un hacheur survolteur lorsque la source de courant impose un courant négatif (I<0).

0<t<aT : H₁ commandé, H₂ bloqué.

· aT<t<T :  H₁ bloqué, H₂ commandé.

2 cas de figure

Grandeurs d'entrée et de sortie

Sur les grandeurs d'entrée et de sortie nous aurons toujours les relations :

I_e=FmI                        v_i = F_mE                      et         p = F_mEI

i_e(moy) = aI    v_i(moy) = - a E           et P =aEI

On notera que le signe de la puissance moyenne dépend du signe de I

Remarque : Le hacheur en ½ pont étudié est constitué par l’association d’un hacheur série et d’un hacheur parallèle.

1. 1. 1. Hacheur réversibles en tension : 2 quadrants :

La structure recherchée doit permettre une réversibilité en puissance moyenne du dispositif liée à une réversibilité en tension de la source de courant qui reste unidirectionnelle en courant.

La source de tension est une source de tension continue constante. La réversibilité en puissance moyenne exige de cette source d'être réversible en courant.

Toujours avec l'exemple d'un moteur à courant continu, le convertisseur doit permettre un fonctionnement réversible (moteur/ génératrice) de cette machine par réversibilité du flux d'excitation.

La réversibilité n'étant pas la même dans les deux sources, les phases actives de fonctionnement dans les deux cas nécessitent un croisement de l'interconnexion des sources (figure 5a).

La structure générale du convertisseur doit donc faire appel à une structure en pont représenté sur la figure 5b .

La possibilité de trois modes différents d'interconnections permet d'envisager plusieurs types de modulation.

2 cas de figure

Modulation +E 0, -E 0

Les interrupteurs sont commandés de telle façon que la structure se comporte (figure 6a):

-           comme un hacheur-dévolteur lorsque la tension aux bornes de la source de courant doit être positive

-           comme un hacheur survolteur lorsque la tension aux bornes de la source de courant doit être négative.

Dans le premier cas l'interrupteur K₃ est fermé en permanence et le contrôle s'effectue par commutation de la cellule (K₁ K₂). Dans le deuxième cas l'interrupteur K₄ est fermé en permanence et le contrôle s'effectue toujours par commutation de la cellule (K₁ K₂). Le passage d'un cas à l'autre est lié à la commutation de la cellule (K₃ K₄).

Analysons les deux cas de fonctionnement (dévolteur, survolteur) à partir des séquences possibles. Nous posons comme précédemment:

Ie = F_mI et v_i =  F_mE

La fonction de modulation Fm, liée aux phases de conduction des interrupteurs, est représentée sur la figure 6b. Elle peut prendre trois valeurs discrètes +1, 0, -1. Sa valeur moyenne est égale à t_f/T = a dans un fonctionnement en dévolteur et - t_f/T = -a dans un fonctionnement en survolteur. D'où les relations sur les valeurs moyennes :

I_e(moy) = a I  v_i(moy) = a E P = a E I         en dévolteur

I_e(moy) = -a I v_i(moy) = -a E            P = -a E I       en survolteur

Ces relations traduisent bien que la réversibilité du système est obtenue par action sur la fonction de modulation donc sur le mode de contrôle, sans modification du sens des grandeurs principales E et I.

La figure 6c représente les formes d'onde des grandeurs d'entrée et de sortie du convertisseur dans un fonctionnement avec réversibilité de la tension. On remarquera que les grandeurs E et I ne changent pas de signe et que la réversibilité est bien obtenue par modification de leur modulation. Donc par changement de signe de la valeur moyenne des grandeurs modulées i_e et v_i.

Identification des interrupteurs

Dans les deux fonctionnements, la méthode systématique appliquée précédemment nous permet l'identification des Interrupteurs K₁ et K_é :

-           en dévolteur, K₁ est Commandé à l'amorçage et au blocage, K₂ est à amorçage et blocage spontané.

-           en survolteur, K₁ lest commandé à l'amorçage et au blocage, K₂ est à amorçage et blocage spontané.

par Claude Foumtum