Structure à commutation de courant

Cette structure est basée sur le schéma de principe du pont de Graëtz à six thyristors. Ce commutateur a pour rôle d'aiguiller le courant dans les enroulements statoriques de la machine, à partir d'un courant continu fourni par une source de courant. En général, cette source de courant est constituée d'un pont redresseur à interrupteur statique, à partir d'une source d'alimentation triphasée, régulée en courant et associée à une inductance dite de ``lissage'' servant à réduire les ondulations du courant et rendant la source plus proche d'une source idéale comme indiqué sur la figure 1.13.

Figure 1.13: Inductance de lissage insérée entre le redresseur et l'onduleur

L'inductance de lissage permet d'emmagasiner l'énergie pendant l'intervalle de temps où la tension $E_s$ à la sortie du redresseur excède sa valeur moyenne ($E_d$) et la restitue lorsque $E_s$ est inférieure à $E_d$.

On obtient, pour un redresseur non commandé, une ondulation crête à crête de courant de moins de 5% lorsque l'energie stockée dans le filtre vaut:

$${Wl\geq \frac{0.03\times P}{f}}$$ (1.88)

où Wl est l'énergie stokée dans l'inductance, P la puissance de la charge et f la fréquence du réseau [64].

Si l'on reprend les signaux d'un redresseur, on a, pour les courants, les formes représentées sur la figure 1.14.

Figure 1.14: Courants et tensions redressés.

Ia, Ib et Ic représentent les courants respectifs dans les phases a,b et c ou 1,2 et 3. Les courants i indicés de 1 à 6 représentent les courants circulants dans les diodes 1 à 6. Id est le courant régulé circulant dans la charge, ne possèdant pas d'ondulation donc supposé parfaitement continu. On considère que les formes de courant sont idéales (temps de commutation et ondulations du courant négligées). Pour une phase, la forme du courant est représentée sur la figure 1.15

Figure 1.15: Courant ondulé dans une phase.

Avec les hypothèses faites et en ne considérant que le fondamental du courant quand il n'y a pas de modulation, le courant efficace dans les enroulements est:

$$I_{eff}=\frac{\sqrt{2}}{\pi}\int ^{\frac{5\pi}{6}} _{\frac{\pi}{6}} I_d\sin{(\omega_st)d(\omega_st)}$$ (1.89)

d'où

$$I_{max}=\frac{2\sqrt{3}I_d}{\pi}$$ (1.90)