Convertisseur AC-AC

En se référant à la figure 1, les convertisseurs AC-AC peuvent être classés comme suit :

• Convertisseurs indirects AC-AC (ou AC-CC-AC) (c'est-à-dire avec redresseur, liaison CC et onduleur)^[2], tels que ceux utilisés dans les variateur électronique de vitesse.
• Cycloconvertisseur
• Convertisseurs matriciels hybrides
• Convertisseurs matriciels (MC)
• Régulateur de tension
• Gradateur

Il existe deux types de convertisseurs avec liaison CC :

• Convertisseurs inverseurs de source de tension (VSI) (Fig. 2) : Dans les convertisseurs VSI, le redresseur est constitué d'un pont de diodes et la liaison CC est constituée d'un condensateur shunt.
• Convertisseurs inverseurs de source de courant (CSI) (Fig. 3) : Dans les convertisseurs CSI, le redresseur est constitué d'un pont de dispositifs de commutation à commande de phase et la liaison CC est constituée d'une ou deux inductances en série entre une ou les deux branches de la connexion entre le redresseur et l'onduleur.

Toute opération de freinage dynamique requise pour le moteur peut être réalisée au moyen d'un hacheur de freinage à courant continu et d'une résistance shunt connectée au redresseur. Une autre solution consiste à prévoir un pont de thyristors antiparallèle dans la section du redresseur pour réinjecter l'énergie dans la ligne AC. Ces redresseurs à thyristors à commande de phase présentent toutefois une distorsion de ligne AC plus élevée et un facteur de puissance plus faible à faible charge que les redresseurs à diodes.

Un convertisseur AC-AC avec des courants d'entrée approximativement sinusoïdaux et un flux de puissance bidirectionnel peut être réalisé en couplant un redresseur à modulation de largeur d'impulsion (PWM) et un onduleur PWM au lien CC. La quantité de courant continu est ensuite appliquée à un élément de stockage d'énergie commun aux deux étages, qui est un condensateur C pour le circuit continu de tension ou une inductance L pour le circuit continu de courant. Le redresseur à modulation de largeur d'impulsion est commandé de manière à prélever un courant de ligne alternatif sinusoïdal, qui est en phase ou en opposition de phase (pour le retour d'énergie) avec la tension de phase de ligne alternative correspondante.

Grâce à l'élément de stockage du lien CC, les deux étages du convertisseur sont dans une large mesure découplés à des fins de contrôle. De plus, il existe une quantité d'entrée constante, indépendante de la ligne AC, pour l'étage du convertisseur PWM, ce qui entraîne une utilisation élevée de la capacité de puissance du convertisseur. D'autre part, l'élément de stockage d'énergie du lien continu a un volume physique relativement important, et lorsque des condensateurs électrolytiques sont utilisés, dans le cas d'un lien continu de tension, il y a potentiellement une durée de vie réduite du système.