Convertisseur continu/continu : le HACHEUR

Le hacheur est un convertisseur qui assure directement la conversion de continu fixe en continu variable.

La source d'alimentation :

  • Une batterie

  • Une alimentation stabilisée

  • Un pont redresseur

Le hacheur série schématisé ci-contre est un abaisseur de tension.

Ce hacheur comporte un interrupteur « T1 » électronique unidirectionnel: un transistor pour les faibles puissances

Schéma de principe

Le rapport cyclique : α = t 1 T color blue { %alpha = {t1} over {T} }

d'après le chronogramme : α = 1 3 %alpha = {1} over {3}

Hacheur : 1 quadrant

Pour un moteur à courant continu, le problème de la variation de vitesse se pose.

Le hacheur le plus simple est le hacheur « 1 quadrant » représenté figure 3. Sur cette figure, T1 représente un interrupteur commandé.

La figure 4 montre l'évolution temporelle du signal de commande de l'interrupteur (F : fermé et O : ouvert), L'état de l'interrupteur ainsi que la tension aux bornes du moteur.

Le calcul de la valeur moyenne de la tension aux bornes du moteur se fait en utilisant la formule suivante : U moy = α × E color blue { U_{moy} = %alpha times E} où « Umot » est la valeur moyenne de la tension aux bornes du moteur, « α » est le rapport cyclique du signal de commande ( α = t 1 T %alpha = {t1} over {T} ) et « E » est la tension de la batterie.

Figure 3 : hacheur 1 quadrant
Figure 4 : chronogrammes d'un hacheur 1 quadrant

Hacheur : 2 quadrants

Le moteur doit pouvoir tourner dans les deux sens de marche, par conséquent, la tension d'alimentation du moteur doit pouvoir être négative. Il faut utiliser un hacheur « 2 quadrants » représenté figure 5, également appelé « pont en H » de par sa forme. Sur ce schéma, « T1 », « T2 », « T3 » et « T4 » sont des interrupteurs commandés. Pour éviter les courts-circuits sur la batterie, les interrupteurs « T1 » et « T3 » ne sont pas fermés en même temps, il est de même pour les interrupteurs « T2 » et « T4 ».

Figure 5 : hacheur 2 quadrants
Hacheur 2 quadrants : principe d'inversion de la tension d'alimentation d'un moteur à courant continu