Le convertisseur continu - alternatif : Le convertisseur alternatif- alternatif

Ce dispositif ( Figure 1) permet de convertir une tension alternative à fréquence
fixe en une tension alternative à tension variable (gradateur) ou à fréquence variable
(cycloconvertisseur).

FIGURE 1 CONVERTISSEUR ALTERNATIF-ALTERNATIF

1. Le gradateur

Un gradateur est un dispositif qui permet de contrôler la puissance alternative fournie
à des charges résistives (fours électriques, système d’éclairage et des charges inductives
(moteur universel, moteurs asynchrones,etc.)

Ce convertisseur est réalisé à partir de triacs pour des charges de faible puissance ou
des thyristors pour des charges plus élevées. On le retrouve pour des alimentations
monophasées et triphasées.

1.1. Le gradateur monophasé

En utilisant deux thyristors montés en parallèle inverse, nous pouvons contrôler la
puissance dans une charge résistive de zéro à sapleine puissance (Figure 2). Pour obtenir
des angles d’amorçage égaux , il faut appliquer à chaque thyristor des signaux de gachette
isolés et déphasés de 180°. Le sigal de commande peut varier de 0°à 180°.

FIGURE 2 GRADATEUR MONOPHASÉ

La valeur efficace de la tension aux bornes d’une charge résistive est donnée par l’équation

α: angle d’amorçage compris entre 0°et 180°

Exemple

Un gradateur monophasé est alimenté par une source de 220 volts à 50hz. Calculez la tension
efficace et la puissance débitée dans une charge de 10Ω, pour un angle de 90°.

Solution

1.2.Le gradateur triphasé

Le gradateur triphasé est constitué de trois groupes de deux thiristors montés en
parallèle-inverse (Figure 3). Ces groupes de thyristors peuvent alimenter des charges
branchées en étoile ou en triangle. Pour permettre au courant de circuler dans les charges,
deux thyristors doivent-être simultanément à l’état passant soit : Th1 avec Th5 ou Th3 avec
Th2. Afin d’avoir un bon fonctionnement, chaque thyristor doit recevoir une deuxième
impulsion déphasée de 60°après la première impulsion. Les formes d’ondes pour un signal
d’amorçage de 100°sont illustrées à la Figure 4.

FIGURE 3

FIGURE 4 FORME D’ONDE POUR UN GRADATEUR TRIPHASÉ

1.3. Application des gradateurs

On retrouve des gradateurs pour les systèmesà vitesse variable dans des installations
telles que les engins de levage où le rendement n’est pas une contrainte, étant donné la
fréquence et la durée de leur utilisation.
Notons que le démarrage se fait facilement à tension croissante et n’entraîne donc pas
de surintensité dans le moteur. Cette propriété des gradateurs est aussi utilisée dans des
systèmes de démarrage et de freinage de moteurs de grande puissance (>30kw).On le
retrouve dans l’industrie sous le nom de démarreur ralentisseur ou <softstart>tel que
l’Altistart de la compagnie Télémécanique .

On utilise aussi les gradateurs pour l’alimentation des moteurs monophasés universels
qu’on utilise dans plusieurs appareils ménagers ou de bricolage à vitesse variable.

2. Le cycloconvertisseur

Le cycloconvertisseur est un système de conversion statique qui, à partir d’un réseau
alternatif d’une fréquence donnée, fournit à une charge du courant alternatif à une fréquence
plus basse et variable. On retrouve des cyclovonertisseurs monophasés et triphasés.

Le principe de fonctionnement est expliquéà partir du montage de la Figure 5. Le
cycloconvertisseur est constitué par six thyristors montés en parallèle inverse et alimentés par
un transformateur à prise médiane. Les thyristors Th1 et Th3 forment le groupe convertisseur
positif alors que Th2 et Th4 constituent le groupe négatif.

Les thyristors Th1 et Th3 sont amorcés à chaque alternance, pour un total de septs
impulsions (Figure 6). Par la suite, les thyristors Th2 et Th4 du groupe négatif sont amorcés
le même nombre de fois et avec le même retard. La tension de sortie est ainsi formée de la
juxtaposition de fractions de sinusoïdes successives qui proviennent de la tension d’entrée.

 La fréquence de la tension à la charge est égale à 1/7 de la fréquence d’entrée. Le même principe
de fonctionnement s’applique pour les cycloconvertisseurs triphasés.

FIGURE 5 CYCLOCONVERTISSEUR MONOPHASÉ

FIGURE 6 FORME D’ONDE D’UN CYCLOCONVERTISEUR MONOPHASÉ

2.1. Les application des cycloconvertisseurs

On retrouve les cycloconvertisseurs comme variateurs de vitesse pour les moteurs
synchrones et asynchrones de forte puisance (de 1,5Mw et plus) et tournant à des vitesses très
lentes. Les fréquences utilisées se situent entre 0HZ et 20HZ.

Citons, à titre d’exemple, les moteurs des machines d’extraction minière, les moteurs
d’entraînement des broyeurs à ciment, les moteurs à propultion de navires, etc.

Le convertisseur continu - alternatif : Application d’un variateur à fréquence variable

L’application qui suit donne l’avantage d’utiliser un variateur de vitesse dans une station de
pompage.

1 Station de pompage avec réducteur de pression, sans variateur

Afin de conserver une pression du réseau (Pr) constante ( Figure 1), le réducteur
de pression s’ajuste en fonction de la demande des usagers et la pompe fonctionne à
plein régime tout le temps. L’excès d’eau est renvoyé au réservoir d’origine, d’où il en
résulte une perte d’énergie.

FIGURE 1 STATION DE POMPAGE SANS VARIATEUR

 

2 Station de pompage avec variateur

Dans ce cas, la régulation de la pression du réseause fait à l’aide du capteur de pression et du
variateur de vitesse(Figure 2). Celui-ci délivre au moteur la puissance nécessaire afin de
s’ajuster à la demande, d’où il en résulte une économie d’énergie. 

FIGURE 2 STATION DE POMPAGE AVEC VARIATEUR

Le convertisseur continu - alternatif : Variateur de vitesse ALTIVAR

Le variateur de vitesse ALTIVAR de Télémécanique (Figure 1) est un convertisseur
 de fréquence destiné à l’alimentation des moteurs asynchrones triphasés à cage,
dans une gamme de puissance de 500w à 100Kw selon le modèle. Ils fonctionnent suivant le
principe MLI. Cette technique assure une rotation des moteurs régulière et sans à coup à basse
vitesse.

L’Altivar 16 est munis d’un microprocesseur 16 bits qui est l’organe de contrôle, et l’onduleur
est un IPM. La programmation des paramètres de réglage et de configuration est réalisée à
partir d’un logiciel qui chargée dans le variateur à l’aide d’une interface. RS232

FIGURE 1 VARIATEUR DE VITESSE ALTIVAR 16

Les paramètres de réglage standard sont :
•  l’accélération ;
•  la décélération ;
•  la vitesse minimum ;
•  la vitesse maximum ;
•  le rapport tension/fréquence ;
•  la protection thermique ( Ith).

1 Caractéristiques électriques

La Figure 2 donne les caractéristiques du variateur pour différentes puissances de
moteurs.

FIGURE 2 CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES 

2 Raccordement du variateur

Le variateur peut être alimenté à partir d’un réseau triphasé de 380V ou 220V
monophasé selon la puissance (Figure 3).

La consigne de vitesse peut être donnée à partir d’un potentiomètre de 2KΩou d’un
signal de procédé (4-20) mA.

Le sens de marche est établi par des contacts extérieurs pouvant être des interrupteurs,
des relais ou un automate programmable. Des contacts de relais (internes aux variateurs)
donnent l’état de celui-ci (ils sont utilisés pour signaler à distance l’état du variateur).

Un module de freinage et une résistance peuvent être rajoutés aux variateurs dans le
cas de freinage excessif (charge à forte inertie). Ceci empêche que l’énergie soit absorbée par
le variateur durant la période de freinage. Enfin, il est recommandé d’utiliser un filtre entre
l’alimentation et le variateur, et un autre entre le variateur et le moteur pour éliminer le bruit
et les harmoniques qui sont engendrés par le découpage à haute fréquence du signal de sortie.

FIGURE 3 RACCORDEMENT DU VARIATEUR

3 Loi tension- fréquence

En plus des réglages de base, il est possible de programmer trois types différents de
lois tension-fréquence, soit : n, p, l (Figure 4).
n : Applications courantes à couple constant (machines moyennement chargées à
p : Applications à couple variable (pompes, ventilateurs)
l : Machines fortement chargées à basse vitesse

FIGURE 4 COURBE TENSION-FRÉQUENCE

4 Maintenance du variateur de vitesse ALTIVAR 16

Le variateur de vitesse ALTIVAR 16 nécessite un minimum de maintenance. Le
variateur est muni d’une protection contre les courts-circuits, les surcharges, les surtensions et
les sous-tensions. Il est possible, en utilisant un module de visualisation (en option) ou le
logiciel, de voire les codes de défaut indiquant les différentes pannes. En cas de pannes, le
variateur se vérrouille et un indicateur lumineux sur le devant du variateur s’actionne. Le
tableau 5-2 indique les codes de défaut possibles avec les causes probables et les procédures
de dépannage.

Le convertisseur continu - alternatif : L’onduleur à fréquence variable

La méthode la plus utilisée pour varier la vitesse d’un moteur triphase est sans aucun
doute celle utilisée par l’onduleur autonome à fréquence variable.

Dans ce type de variateurs, différents montages sont utilisés, et chacun d’eux présente
des avantages et des inconvénients selon le domaine d’application. On retrouve :

•  l’onduleur autonome à source de tension ;
•  l’onduleur à modulation de largeur d’impulsion (M LI) .

1 L’onduleur autonome à source de tension

Ce variateur de vitesse est constitué d’un redresseur triphasé à thyristors complétement
commandés, suivi d’un filtre de tension (inductance et condensateur) et d’un onduleur
autonome à thyristors ou à transistors (Figure 1).

FIGURE 1 ONDULEUR À TENSION VARIABLE

Afin de maintenir un couple constant à la charge, le redresseur fournit à l’onduleur une
tension qui est proportionnelle à la fréquence.  Le rapport entre la tension et la fréquence est
un paramètre qu’il est possible d’ajuster selon l’application..

La Figure 2 montre la courbe tension-fréquence pour un fonctionnement normal, la
tension augmente de façon linéaire jusqu’à la fréquence nominale (50H) et reste constante au-
dessus de 50Hz. De 0 à 50Hz, on a un fonctionnement en couple constant et lorsque la
fréquence est supérieure à 50Hz, le couple diminue mais la puissance reste constante.

FIGURE 2 COURBE TENSION-FRÉQUENCE

La commutation de l’onduleur autonome produit aux bornes du moteur une tension alternative de 

forme rectangulaire. La durée de chaque alternance est de 120°, et l’amplitude augmente

avec la fréquence.

La Figure 3 représente la forme d’onde entre deux phases du moteur.

FIGURE 3 FORME D’ONDE DE SORTIE D’UN ONDULEUR À TENSION VARIABLE

L’action de l’onduleur peut être simulé par trois interrupteurs de la Figure 4. La
séquence d’ouverture et de fermeture qui est réglée par l’unité de commande est donné au
Tableau 5.1. La séquence de commutation se fait en6 étapes (intervalle de 60°), après quoi le
cycle recommence. Les tensions alternatives qui en résultent sont montrées à la Figure 5.

FIGURE 4 CIRCUIT ÉQUIVALENT DE L’ONDULEUR

FIGURE 5 TENSION AUX BORNES DU MOTEUR 

Ce système d’entraînement permet de faire varier simultanément la vitesse de
plusieurs moteurs. Il peut alimenter des moteurs asynchrones et synchrones. Dans ce dernier
cas, on peut faire varier la vitesse d’un groupe de moteurs avec grande précision.

En pratique, la vitesse est variable dans un rapport de 1 à 10. Les moteurs ont une
capacité typique comprise entre 15Kw et 230Kw.

2 L’onduleur autonome à modulation de largeur d’impulsion (MLI)

Les onduleurs à source de tension génèrentdes tensions et des courants dont la
composante harmonique est relativement élevée. Ces harmoniques produisent des couples
pulsatifs. Quand le moteur tourne à une vitesse relativement élevée, ces pulsations sont
amorties par l’inertie mécanique. Cependant, à basse vitesse, elles peuvent produire une
vibration considérable. Dans certaines applications, comme les machines outils, ces vibrations
sont inacceptables si la haute précision  est recommandée. Dans ce cas, un système
d’entraînement utilisant un onduleur à modulation de largeur d’impulsion (MLI) est la
solution.
Ce type de variateur est composé (Figure 6) d’un pont redresseur qui produit une
tension constante, d’un filtre et d‘un onduleur à thyristor ou à transistor. Grâce aux signaux
émis par l’unité de commande d’allumage, l’onduleur génère une série d’impulsions de
tension positives d’amplitude constante, suivies par une série d’impulsions semblables mais
de signe contraire (Figure 7). La largeur de ces impulsions et les intervalles les séparant
sont ajustés de sorte que la forme d’onde se rapproche d’une sinusoïde. À basse fréquence, les
impulsions sont moins larges ce qui donne une tension efficace moins grande permettant de
garder le rapport tension fréquence constant.

FIGURE 6 ONDULEUR MLI

FIGURE 7 FORME D’ONDE DE SORTIE D’UN ONDULEUR MLI

La commande de l’onduleur MLI est effectuée par ordinateur. Le logiciel tient
compte de l’amplitude et de la fréquence désirées, et ajuste la largeur et le nombre
d’impulsions en conséquence, de façon à optimiser la performance du moteur. La fréquence
de découpage ou porteuse peut être supérieure à 10 Khz dans certain variateur. On utilise ce
type d’entraînement pour commander les moteurs d’induction dont la puissance est comprise
entre 500w et 500Kw. Le rapport des vitesses peut être aussi élevé que 100 à 1.
Les variateurs à MLI de basse puissance utilisent des transistors IGBT « Insulated
Gate Bipolar Transistor ».  Leur circuit équivalent correspond à un transistor bipolaire
combiné à un transistor MOS (Figure 8). Ce transistor permet une réponse en fréquence
jusqu’à 20Khz. et peut supporter des courantspouvant atteindre 600A. Il existe des ponts
onduleurs à six transistors de puissance IGBT. Ces ponts sont appelés IPM « Intelligent
Power Module » (Figure 9).

FIGURE 8 SYMBOLE D’UN TRANSISTOR IGBT

FIGURE 9 MODULE IPM

Remarque: Il est important de souligner qu’un onduleur autonome peut fournir une puissance
active et une puissance réactive à la charge. Par contre, un onduleur non autonome absorbe
toujours de la puissance réactive du réseau auquel il est connecté.

Le convertisseur continu - alternatif : Application des onduleurs autonomes

Les onduleurs autonomes à fréquence fixe sont surtout utilisés dans les alimentations
de sécurité qui se subtituent automatiquement au réseau alternatif en cas de panne de courant.
Ces alimentations de secours sont appellées UPS (Uninterruptible Power Supplies).
La Figure 1 donne le schéma de principe d’un UPS.

FIGURE 1 ALIMENTATION DE SECOURS (UPS)

Le système comprend :

•  Un redresseur chargeur régulé qui charge la batterie d’accumulateurs, tout en fournissant le
courant nécessaire à l’onduleur.
•  Une batterie d’accumulateurs qui assure le fonctionnement autonome de l’onduleur lorsque
le réseau alternatif est interrompu.
•  Un onduleur autonome qui fournit une tension de sortie alternative sinusoïdale régulée à la
fréquence de 50 Hz avec un taux d’harmoniques qui est inférieur à 5%.
•  Des commutateurs électromécaniques qui permettent de relier le réseau ou l’onduleur à la
charge.
•  Un générateur diesel qui démarre après un court délai lors de la panne de courant et qui
s’arrête lorsque le courant est rétabli.

Les alimentations de secours sont surtout utilisés pour alimenter des équipements qui
requièrent un fonctionnement permanent. Les applications les plus courantes sont :

•  l’alimentation d’ordinateurs ;
•  les systèmes de guidage d’avion (radio, radar). ;
•  le fonctionnement des blocs opératoires dans les hôpitaux ;
•  l’éclairage de sécurité de salle de conférence ;
•  les circuits d’alarme contre les incendies.

Les onduleurs à fréquence variable sont surtout utilisés dans :

•  La commande de vitesse des moteurs alternatifs généralement asynchrones.
•  l’alimentation d’ozoneurs, de générateurs à ultra son et de fours à induction.

Le convertisseur continu - alternatif : Onduleurs triphasés autonomes

La Figure 1 représente le montage de principe (sans les circuits de commande des
thyristors) d’un onduleur triphasé autonome qui peut alimenter des charges triphasées
équilibrées qui sont groupées en étoile ou en triangle. Dans ce montage, trois thyristors sont
en conduction à chaque instant. Deux thyristors d’un même bras Th1 et Th4 sont amorcés à
180° de décalage. Les thyristors des bras voisins sont amorcés à 120° de décalage des autres
bras. La tension de sortie résultante est en forme de créneaux et déphasée de 120°.

FIGURE 1 ONDULEUR AUTOMOME TRIPHASÉ AVEC THYRISTORS

Pour des puissances plus petites, on peut remplacer les six thyristors par des transistors
(Figure 2) qui ne nécessitent pas de circuits d’extinction utilisés avec les thyristors.

FIGURE 2 ONDULEUR AUTOMOME TRIPHASÉ AVEC TRANSISTORS

Le convertisseur continu - alternatif : L’onduleur monophasé

1 : L’onduleur monophasé à thyristors et transformateur

L’onduleur de la Figure 1 comprend deux thyristors, un transformateur à point
milieu, un condensateur de commutation C et une inductance série L. Les deux thyristors,
Th1 et Th2, sont à l’état passant à tour de rôle, ce qui produit des impulsions de courant de
sens inverse, I1 et I2, dans les deux moitiés du primaire du transformateur. On obtient, au
secondaire du transformateur, une tension alternative de forme rectangulaire (Figure 2).

 Le condensateur de commutation C empêche les deux thyristors de laisser passer le courant
en même temps, de sorte qu’il provoque le blocage d’un thyristor lorsque l’autre s’amorce.

L’inductance de lissage L tend à garder un courant constant dans le circuit.

Il en résulte que les courants I1 et I2 sont égaux et de forme rectangulaire.
Pour faire varier la fréquence de l’onduleur, il suffit de changer la fréquence des signaux
appliqués sur les gachettes. On peut obtenir une fréquence comprise entre quelques
hertz et 5 Khz, selon les caractéristiques du transformateur et des thyristors.

 

FIGURE 1 ONDULEUR AU TONOME MONOPHAS É

 FIGURE 2 FORME D’ONDE D’UN ONDULEUR MONOPHASÉ

2 : L’onduleur monophasé en pont

L’onduleur monophasé en pont de la Figure 3 comprend quatre thyristors ou quatre
transistors utilisés comme interrupteurs électroniques ainsi que quatre diodes de récupération
montées en parallele inverse aux bornes des thyristors. Les circuits de blocage des thyristors
ne sont pas représentés sur la figure..

 

 FIGURE 3 ONDULEUR MONOPHASÉ EN PONT

Commande symétrique

Dans le cas d’une commande symétrique (Figure 4), l’amorçage des thyristors Th1 et Th4 a
lieu en même temps, et il en est de même pour Th2 et Th3. La tension de sortie est
rectangulaire, et sa valeur efficace est égale à E.

FIGURE 4 FORME D’ONDE POR UNE COMMANDE SYMÉTRIQUE

Commande décalée

Dans le cas d’une commande décalée, les quatre thyristors sont amorcés et bloqués selon la
séquence indiquée à la Figure 5. La tension de sortie est égale à E lorsque Th1 et Th4
laissent passer le courant en même temps, et elle est égale à -E quand Th3 et Th2 sont à l’état
passant en même temps. Il y a deux intervalles durant lesquels la tension de sortie est nulle.
La tension de sortie a la forme de créneaux séparés par des intervalles dont la largeur est
ajustable. En variant l’angle de décalage, on fait varier la valeur efficace.

FIGURE 5 FORME D’ONDE POR UNE COMMANDE DÉCALÉE

Le convertisseur continu - alternatif : Classification des onduleurs autonomes

Les onduleurs autonomes se classent en deux groupes :

•  Onduleurs à fréquence fixe :ceux-ci sont utilisés comme alimentation de sécurité dans les
centre hospitaliers, les centrales téléphoniques, les ordinateurs, etc. Ces onduleurs sont
alimentés à partir d’une batterie d’accumulateurs.

•  Onduleurs à fréquence variable : ceux-ci sont alimentés en courant continu à partir du
réseau alternatif par l’intermédiaire d’un redresseur. Ils fournissent des tensions de
fréquence et d’amplitude variables utilisées pour contrôler la vitesse de moteurs à courant
alternatif.

Les onduleurs autonomes se classent aussi d’après la forme d’onde de leur tension de sortie :

•  Onduleurs à onde rectangulaire(Figure 1) : L’onde de sortie est rectangulaire.

L’amplitude de l’onde de sortie dépend de la valeur de la tension d’entrée.

FIGURE 1 FORME D’ONDE RECTAN GULAIRE

•  Onduleurs en créneaux de largeur variable(Figure 2) : L’onde de sortie est
constituée par des créneaux rectangulaires alternatifs et séparés par une zone morte à
tension nulle. La tension de sortie varie si on agit sur la durée des créneaux.

FIGURE 2 FORME D’ONDE EN CRÉNEAUX

•  Onduleurs à modulation d’impulsion (PWM) (Figure 3). L’onde de sortie est formée
de trains d’impulsions positifs et négatifs, de largeur et d’espacement variable. La résultante
de la forme de sortie se rapproche d’une sinusoïde.

FIGURE 3 FORME D’ONDE À MODULATION DE LARGEUR D’IMPULSION

Le convertisseur continu - alternatif (l’onduleur)

Un onduleur est un convertisseur statique capable de transformer l’énergie d’une
source de tension continue en une tension alternative. Il s’agit d’un dispositif électronique
qui accomplit la fonction inverse du redresseur (Figure 1). Nous distinguons deux grandes
catégories d’onduleurs : les onduleurs autonomes et les onduleurs non autonomes.

Les onduleurs autonomes(ou oscillateurs) sont capables de générer leur propre fréquence et
leur propre tension alternative.Dans ces ondulers la commutation des tyristors est forcée.

Les onduleurs non autonome sont la particularité que la fréquence et la tension alternative
sont imposées par le réseau qu’ils alimentent.Dans ces onduleurs la commutation est
naturelle(dans le sens que ce sont les tensions alternatives du réseau qui effectuent le transfert
du courant d’un thyristor à l’autre).

On traitera dans ce chapitre uniquement des onduleurs autonomes.

FIGURE 1 REDRESSSEUR CONTINU-ALTERNATIF

Commande de vitesse pour moteur à courant continu : Variateurs de vitesse avec hacheur

Les variateurs de vitesse avec hacheurs sont particulièrement utilisés pour équiper les
moteurs de traction alimentés soit à partir d’une ligne en courant continu (train électrique) ou
à partir d’une batterie d’accumulateurs (véhicule électrique).
 Le hacheur est utilisé uniquement avec le moteur série (Figure1), tandis que les variateurs
à thyristors sont utilisés avec les moteurs « shunt » ou à aimant permanent.

FIGURE 1 CIRCUIT D’UN HACHEUR DE COURANT

Commande de vitesse pour moteur à courant continu : Variateur de vitesse Rectivar 4

1.1 Discussion

Les variateurs de vitesse RTV-44 (Figure 1) de Télémécanique sont destinés à la
régulation de vitesse des moteurs à courant continu à excitation séparée ou à aimants
permanents, à partir d’un réseau alternatif monophasé. La commande peut être réalisé à partir
d’une carte analogique ou d’un microprocesseur. Ces variateurs sont réversibles, double pont
et fonctionnent dans les 4 quadrants du plan couple/vitesse. Ces variateurs peuvent contrôler
des moteurs ayant une capacité comprise entre 0,65KW et 1770 KW.

FIGURE 1 RECTIVAR 4

1.2 Schéma fonctionnel

La Figure 2 nous met en relief le schéma fonctionnel du variateur RECTIVAR 4

FIGURE 2 SCHÉMA FONCTIONNEL

1.3 Caractéristiques électriques

FIGURE 3 CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES

1.4 Raccordement
La figure (Figure 4 ) nous montre le raccordement électrique suggéré par le
manufacturier, pour un fonctionnement dans les deux sens de marche et avec changement de
la consigne de vitesse par un potentiomètre. La lecture de vitesse du moteur est prise à l’aide
d’une dynamo-tachimétrique.

FIGURE 4 CIRCUIT DE RACCORDEMENT

1.5 Carte de contrôle

La Figure 5  montre le schéma de la cartede contrôle du variateur. On retrouve sur
cette carte :

•  les cavaliers qui servent à configurer le variateur ;
•  les potentiomètres de réglage ;
•  les indicateurs d’états ;
•  un relais de validation et un relais affectable.

Elle regroupe les fonctions suivantes :

•  une régulation de vitesse à action proportionnelle et intégrale ;
•  une régulation de courant ;
•  une logique d’inversion ;
•  une limitation de courant ;
•  n circuit d’allumeur à trains d’impulsions ;
•  une rampe avec temps d’accélération et de décélération réglables séparément.

FIGURE 5 CARTE DE CONTRÔLE

1.6 Choix d’un variateur pour un convoyeur transportant des agrégats

FIGURE 6 CONVOYEUR À AGRÉGATS

Caractéristiques :
•  débit maximal du tapis, Q = 50th;
•  charge au mètre linéaire, ml = 120Kg/m ;
•  diamètre des tambours, d = 0,4 m ;
•  couple résistant en charge Cr = 590 Nm ;
•  réseau monophasé de 220v, 50Hz.

1.7 Schéma synoptique

FIGURE 7 SCHÉMA SYNOPTIQUE

1.8 Maintenance du variateur RECTIVAR 4

Il est important de procéder à une installation minutieuse si l’on veut éviter un défaut de
fonctionnement. Un mauvais contact, une connexion défectueuse peuvent créer le défaut de
fonctionnement. Il est important de suivre la procédure d’installation qui est indiquée dans le
manuel de service du manufacturier. Les pannes qu’on peut retrouver sont :

•  Le moteur ne tourne pas ;
•  mauvaise régulation : la vitesse chute en fonction de la charge ;
•  instabilité du moteur ;
•  le réglage de la vitesse est impossible ;
•  les fusibles fondent.

Pour le dépannage, il est recommandé de se munir d’un appareil de mesure ou de contrôle
soit :

•  un ampèremètre ou une pince ampèremétrique ;
•  un voltmètre ou un multimètre ;
•  un ohmmètre ou une sonnette ;
•  un oscilloscope.

Le tableau 2-3 nous donne les différentes pannes etles vérifications à faire sur la carte de
contrôle, la carte de puissance et sur le moteur pour un branchement avec dynamo-
tachimétrique ou par tension d’armature.

Vérification du pont de puissance

Placez le variateur hors tension, déconnectez AL1, AL2, M1, M2 et vérifiez la continuité du
pont en tenant compte que 2 cas peuvent se présenter :

1- Thyristor ouvert ; vérifier chaque thyristor .
2- Thyristor en court-circuit ; le montage étant à ponts anti-parallèles, il ne sera possible de
déterminer s’il s’agit du pont A ou du pont B qu’après le démontage de l’un d’eux.
En cas de défaut, débrancher les cathodes des composants et :

•  sonnez le câblage puissance ;
•  sonnez chaque composant (voir Figure 8) ;
•  remplacez le ou les composants défectueux.

FIGURE 8 CIRCUIT DE TEST

La vérifacation peut se faire avec un ohmmètre ou une lampe et une batterie. La lampe
s’allume lorsque la gachette et l’anode sont connectées, et reste allumée lorsque l’on
débranche la gachette.

Vérification du circuit d’excitation

Le circuit d’excitation est situé sur la carte depuissance. Enlevez la carte de contrôle et
déconnectez F1 et F2. Vérifiez à l’ohmmètre les 4 diodes du pont. Remplacez la carte
puissance concernée en cas de défaut.

Commande de vitesse pour moteur à courant continu : Régulation par tension d’armature

Avec cette méthode, la variation de vitesse est mesurée par la tension d’induit du
moteur (f.c.e.m.) (Figure 1). Un circuit de compensation (RI) est nécessaire à cause de la
résistance interne du moteur. La précision obtenue pour la vitesse est de 1 à 2% ; la précision
devient mauvaise pour les faibles vitesses.

La mesure est prise à partir d’un réseau résistif ou d’une carte électronique d’isolation.

FIGURE 1 : RÉGULATION PAR FORCE CONTRE-ÉLECTROM OTRICE

Limitation de courant (Figure 2)

   Pour protéger le moteur contre les surcharges, un dispositif de commande maintient le
courant d’induit en dessous d’une valeur limite. Lorsque la valeur limite est atteinte, les
impulsions de gachette sont retardées, entraînant une baisse de tension de sortie du pont
redresseur. Cette valeur limite de courant est déterminée en fonction du couple maximal
souhaité et de l’intensité maximale autorisée dans le moteur.

          Les principales méthodes de mesure de courant sont :

•  les transformateurs de courant alternatif ;
•  les capteurs à effet Hall ;
•  les résistances en série avec l’armature du moteur. Ces dernières sont peu employées, car
elles empêchent l’isolation galvanique entre le circuit de commande et celui de puissance .

FIGURE 2 : ASSERVISSEMENT AVEC LIMITATION DE COURANT