Les onduleurs autonomes sont des convertisseurs destinés à alimenter des récepteurs à courant alternatif à partir d'une source continue.

Ils sont généralement monophasés ou triphasés.

Suivant les applications, ils peuvent :

• soit fournir une ou des tensions alternatives de fréquence et d'amplitude fixe : c'est le cas en particulier des alimentations de sécurité destinées à se substituer au réseau en cas de défaillance de celui-ci.
• soit fournir des tensions ou courants alternatifs de fréquence et amplitude variables : c'est le cas des onduleurs servant à alimenter des moteurs à courant alternatif (synchrones ou asynchrones) devant tourner à vitesse variable.

On distingue deux grandes familles d'onduleurs autonomes :

• les onduleurs de tension
• les onduleurs de courant

Les onduleurs de tension

Un onduleur de tension est alimenté par un générateur à courant continu du type source de tension

• Idéalement, la tension à son entrée a une valeur constante U qui est indépendante du courant i que l'onduleur absorbe (figure 1).

  

  Figure 1

• En pratique, le caractère de "source de tension" du générateur est obtenu en plaçant en parallèle avec ses bornes d'accès un condensateur C de forte valeur ou un filtre L-C. Le générateur proprement dit est le plus souvent
  • le réseau redressé (figure 2)

    

    Figure 2

  • ou une batterie d'accumulateurs (figure 3)

    

    Figure 3

Pour respecter la règle de l'alternance des sources, l'onduleur doit alimenter un récepteur à courant alternatif du type source de courant.

• Idéalement, le courant absorbé par le récepteur est (figure 4)

  

  Figure 4

  • un courant sinusoïdal si le récepteur est monophasé

  • un système triphasé équilibré de courants sinusoïdaux si le récepteur est triphasé.

• En pratique, le caractère de source de courant du récepteur découle de la présence d'inductances série à ses bornes d'accès (figure 5).

  

  Figure 5

Dans les onduleurs en pont, chaque borne du récepteur est reliée au générateur par deux interrupteurs à semiconducteurs : l'un permet de la relier à la borne + du générateur, l'autre à la borne -. Ces deux interrupteurs forment un bras d'onduleur (figure 6).

Figure 6a

Figure 6b

En commandant l'état (ON-OFF, passant-bloquant) des interrupteurs, on peut imposer les tensions aux bornes du récepteur de manière à obtenir une ou des tensions alternatives.

Le ou les courants absorbés par le récepteur découlent des tensions qui lui sont appliquées. Ces courants et la commande des interrupteurs fixent le courant absorbé au générateur.

Pour étudier les onduleurs de tension, il convient tout d'abord d'en préciser la structure en déterminant les caractéristiques exigées des interrupteurs à semiconducteurs et la manière de les faire commuter d'un état à l'autre.

Il faut ensuite examiner les différents modes de commande

• la commande pleine onde
• la commande par réglage MLI des tensions
• la commande par modulation delta.

Les onduleurs de courant