Le convertisseur continu - continu : Les applications des hacheurs

Les hacheurs sont utilisés dans de nombreuses applications industrielles, surtout dans
le domaine de la traction électrique. Ils alimentent et contrôlent la vitesse des moteurs à
courant continu qui équipent les locomotives électriques, les métros et les véhicules à batterie
d’accumulateurs (charriots élévateurs, voitures électriques et locomotives de mines).

Les hacheurs de petite puissance ( 0 à 100KW) sont généralement employés dans les
véhicules électriques à batteries. Les hacheurs de puissance > 100KW sont utilisés dans les
locomotives électriques qui fonctionnenet à partir d’un réseau à courant continu (circuit
redresseur).

Le convertisseur continu - continu : Le hacheur survolteur

Le schéma de principe d’un hacheur survolteur est illustré à la Figure 1. Le thyristor
qui joue le rôle de commutateur statique est placé en parallèle avec la charge. Lorsque th1 est
à l’état passant, la bobine se charge à travers l’alimentation. Lorsque th1 bloque, la tension
appliquée à la charge devient la somme de la tension de la bobine et de la source. La tension
de sortie nous est donnée par l’équation .
On retrouve ce hacheur dans certaines commande de moteurs qui permettent la récupération
d’énergie sur le réseau, pendant la période de freinage du moteur.

FIGURE 1 HACHEUR SURVOLTEUR

l’équation

Le convertisseur continu - continu : Le hacheur dévolteur

  La figure 1 représente le schéma de principe d’un hacheur dévolteur muni d’un filtre
de sortie LC, qui débite un courant dans une charge résistive. L’ouverture et la fermeture
périodique de l’interrupteur S permet de hacherla tension continue d’entrée pour produire une
tension de sortie variable. L’inductance réduit l’ondulation du courant de charge et le
condensateur C maintient la tension de sortie sensiblement continue. La diode assure la
continuité du courant dans la charge lorsque l’interrupteur est ouvert. La forme d’onde à la
sortie du hacheur est montrée à la Figure 2

FIGURE 1 LE HACHEUR DÉVOLTEUR

 FIGURE 2 FORME D’ONDE À LA SORTIE D’UN HACHEUR DÉVOLTEUR

La tension de sortie est donnée par l’équation :

L’amorçage des thyristors alimentés en courant continu ne présente pas de difficulté
particulière. Par contre, leur désamorçage nécessite des circuits supplémentaires de blocage.
Il existe de nombreux dispositifs hacheurs qui se différencient les uns des autres par
leur circuit de blocage. Le rôle de ce circuit est de forcer l’extinction du thyristor principal à
la fin du temps de conduction. La Figure 3 représente un hacheur dévolteur dont le
thyristor principal (Th1) est bloqué à l’aide d’un thyristor auxiliaire (Th2) et d’un circuit LC.

FIGURE 3 HACHEUR DÉVOLTEUR AVEC SON CIRCUIT DE DÉSAMORÇAGE

Pour pemettre au condensateur de se charger M(+) et N(-), le thyristor Th2 doit être
amorcé le premier, alors Th1 est à l’état bloqué. Lorsque le condensateur est chargé, le
thyristor Th2 se bloque. Quand Th1 est amorcé, le courant circule dans la charge, et le
condensateur se charge dans l’autre polarité à travers L et D. Lorsque le thyristor Th2 est
amorcé, une tension négative est appliquée sur Th1 par le condensateur, et Th1 se bloque. Et
ensuite le cycle recommence.

Le convertisseur continu-continu (le hacheur)

Le convertisseur continu - continu (le hacheur)

Le hacheur est un commutateur statique constitué de thyristors ou de transistors qui
permet de transformer une tension continue fixe en une autre tension continue variable.

FIGURE  1 CONVERTISSEUR CONTINU-CONTINU

On distingue deux types de hacheurs couramment utilisés :
•  les hacheurs dévolteurs : ceux-ci fournissent, avec un excellent rendement, une tension
continue de sortie dont la valeur est inférieure à celle de la tension continue d’entrée.
•  les hacheurs survolteurs : ceux-ci permettent d’obtenir une tension de sortie supérieure à la
tension d’entrée.