Onduleur - Définition

Un onduleur est un dispositif d'électronique de puissance permettant de délivrer des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie électrique continue. C'est la fonction inverse d'un redresseur.

Principe

Les onduleurs sont des structures en pont constituées le plus souvent d'interrupteurs électroniques tels que les IGBT, des transistors de puissance ou thyristors. Par un jeu de commutations commandées de manière appropriée (généralement une modulation de largeur d'impulsion), on module la source afin d'obtenir un signal alternatif de fréquence désirée.

Deux types d'onduleurs sont utilisés. On retrouve l'onduleur de tension et l'onduleur de courant.

On distingue habituellement :

• L'onduleur autonome qui délivre une tension de fréquence soit fixe, soit ajustable par l'utilisateur. Il n'a pas besoin de réseau électrique pour fonctionner. Par exemple un convertisseur de voyage que l'on branche sur la prise allume-cigare d'une voiture pour convertir le 12V continu en 230V alternatif 50Hz.
• L'onduleur non autonome : c'est le nom donné au montage redresseur tout thyristors (pont de Graëtz) qui, en commutation naturelle assistée par le réseau auquel il est raccordé, permet un fonctionnement en onduleur (par exemple par récupération de l'énergie lors des périodes de freinage dans les entrainements à moteurs électriques). À la base du développement des entrainements statiques à vitesse variable pour moteurs à courant continu et alternatif, cycloconvertisseurs, onduleurs de courant pour machines synchrones et asynchrones, jusqu'à des puissances de plusieurs MW, ce type de montage est progressivement supplanté, au profit de convertisseurs à IGBT ou GTO.

Applications

Un onduleur de Toyota Prius

L'onduleur est l'un des montages les plus répandus de l'électronique de puissance. Il intervient comme élément de nombreux convertisseurs :

• Les nombreux dispositifs nécessitant de fonctionner à une fréquence particulière :
  • Les générateurs d'ultrasons ou d'électricité utilisés dans le domaine médical,
  • L'alimentation des lampes fluorescentes basse consommation
  • Les alimentations de secours et les alimentations non interruptibles
• Les variateurs de vitesse des machines alternatives : la tension du réseau est redressée puis un onduleur refabrique une tension dont la fréquence est réglable par l'utilisateur.
• Certains convertisseurs continu-continu : la tension continue est d'abord ondulée en haute fréquence (quelques dizaines de kHz) puis appliquée à un transformateur en ferrite puis enfin redressée.
• Les filtres actifs : pour éliminer des bruits (électriques ou sonores) on produits des contre-bruits à l'aide d'onduleurs.

Alimentation sans interruption

Par abus de langage, on appelle souvent " onduleur " une alimentation sans interruption (ASI), notamment les alimentations de sécurité pour ordinateur de bureau. En fait, l'onduleur n'est qu'une partie de l'alimentation, tout comme le " transistor " l'était pour les postes de radio à transistors des années 1960. Ces alimentations de sécurité comprennent aussi des filtres, un circuit de charge, une batterie et une interface de pilotage.

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