Qu’est-ce qu’un Convertisseur de Fréquence
Un convertisseur de fréquence est une machine qui convertit une fréquence reçue en une fréquence arbitraire.
La fréquence, également appelée fréquence d’oscillation, est la valeur du nombre de fois qu’un courant électrique ou une onde radio répète ses ondes en une seconde. Le courant électrique peut être continu ou alternatif, mais l’alimentation électrique des maisons et des usines est essentiellement une source de courant alternatif, qui fournit un courant de fréquence fixe.
Toutefois, certaines machines peuvent nécessiter une fréquence plus élevée ou plus basse que celle de l’alimentation électrique. Dans ce cas, des convertisseurs de fréquence sont utilisés pour convertir la fréquence en une fréquence arbitraire.
Utilisation de Convertisseurs de Fréquence
Les Convertisseurs de Fréquence sont utilisés lorsque l’on souhaite changer de fréquence. Les appareils ménagers et les usines à l’étranger en sont des exemples.
La fréquence varie d’une région à l’autre et le courant fourni par la prise murale est fixé à 50 Hz dans l’est du Japon et à 60 Hz dans l’ouest. Des Convertisseurs de Fréquence sont souvent installés afin de pouvoir être utilisés de la même manière dans les différentes régions.
Par ailleurs, certaines machines-outils nécessitent des alimentations basse ou haute fréquence, qui sont converties à partir d’une alimentation de 50 Hz ou 60 Hz à la fréquence requise.
Principe des convertisseurs de fréquence
Les convertisseurs de fréquence peuvent convertir à n’importe quelle fréquence en appliquant un courant. Les convertisseurs de fréquence utilisent des onduleurs et des convertisseurs.
Un onduleur est un dispositif qui convertit le courant continu en courant alternatif, tandis qu’un convertisseur convertit le courant alternatif en courant continu.
1. circuit de conversion
En faisant passer le courant dans un circuit convertisseur, le courant alternatif d’origine est converti en courant continu. Le courant alternatif est une onde sinusoïdale, il y a donc des valeurs positives et négatives, mais les deux peuvent être extraites en tant que valeurs positives en provoquant un redressement pleine onde par les diodes dans le circuit du convertisseur.
Le courant extrait passe ensuite dans un condensateur. Il est lissé par des charges et décharges répétées pour produire un courant continu lisse.
2. Circuit inverseur
Enfin, le courant passe par un circuit inverseur pour produire un courant alternatif modifié à une fréquence arbitraire. Les circuits inverseurs contiennent des transistors qui peuvent produire des ondes de fréquences variables en ajustant les intervalles de commutation marche-arrêt.
La modulation de largeur d’impulsion est couramment utilisée dans les circuits inverseurs. Abrégée en PWM (anglais : Pulse Width Modulation), elle commande une sortie donnée en contrôlant le rapport ON/OFF des interrupteurs.
Ce contrôle permet une faible consommation d’énergie et une miniaturisation. Dans un circuit inverseur, le sens du courant traversant la charge est inversé lorsque l’interrupteur est activé/désactivé. Cette technologie, appelée technologie de commutation, est utilisée pour générer du courant alternatif.
3. MLI
L’une des méthodes de contrôle PWM est la méthode de comparaison des ondes triangulaires. Dans cette méthode, une onde sinusoïdale (CA) de la fréquence à réaliser est introduite dans un amplificateur opérationnel et comparée aux valeurs hautes et basses d’une onde triangulaire, appelée porteuse.
Si l’onde sinusoïdale est supérieure à la porteuse, le signal de commande de commutation est activé. En revanche, lorsque la valeur de l’onde sinusoïdale est inférieure à celle de la porteuse, le signal de commande est désactivé. En répétant cette comparaison, le signal de commande de commutation, l’onde d’impulsion, peut être émis.
Une tension alternative est fournie par la commutation d’une tension continue à l’aide d’un élément de commutation semi-conducteur tel qu’un thyristor.
Autres informations sur les convertisseurs de fréquence
1. thyristor
Les thyristors, qui sont également utilisés dans les convertisseurs de fréquence, sont constitués d’une diode avec une borne de grille. La diode permet à l’électricité de circuler dans un seul sens.
Le rôle de la borne de la grille est de contrôler l’ouverture et la fermeture du circuit électrique et, en combinaison avec la diode, la direction et la sortie du courant peuvent être contrôlées.
2. valve à thyristor
Un dispositif capable de supporter des tensions suffisamment élevées et d’avoir la capacité électrique requise en connectant plusieurs éléments de thyristor en série ou en parallèle est appelé valve (redresseur).
Auparavant, les valves à thyristors étaient isolées par l’air et refroidies par le vent ou isolées par l’huile et refroidies par l’huile, mais ces dernières années, les valves isolées par l’air et refroidies par l’eau utilisant des éléments de thyristors de grande capacité à arc direct léger sont devenues la norme.