Sous-système d'électronique de puissance qui convertit la tension continue de la batterie d'un véhicule en courant alternatif polyphasé contrôlé (et inversement en régénération), module tension et fréquence pour entraîner les moteurs de traction et met en œuvre des algorithmes de commande du couple, de la vitesse et de l'efficacité.

Principe

Utiliser des interrupteurs semi-conducteurs à grande vitesse (IGBT, MOSFET, dispositifs SiC/GaN) en topologies de pont avec des schémas de modulation (par ex. PWM, vecteur d'espace) et une commande en boucle fermée pour synthétiser des formes d'onde AC, gérer les flux d'énergie et protéger contre les surcourants, surtensions et limites thermiques.

Démonstration

Un onduleur de traction avec un pont triphasé alimente un PMSM en utilisant la commande orientée flux ; lors du freinage, il bascule en mode régénératif, contrôlant la phase et l'amplitude des ondes AC pour restituer l'énergie sur le bus HV tout en se coordonnant avec la gestion de batterie pour une recharge sécurisée.

Mauvaise application

Brancher un onduleur conçu pour des pics courts à une propulsion en charge continue provoque une montée thermique incontrôlée et des arrêts ; une fréquence de commutation inappropriée ou l'absence de filtrage EMI provoque des interférences avec les capteurs et la radio du véhicule, et une mauvaise gestion des temps morts crée des offsets DC nuisibles.

Conséquence

Un onduleur de traction bien conçu permet une commande de couple précise, des cycles de conduite à haute efficience, un freinage régénératif fluide et l'intégration des fonctions de conduite et de stabilité, influençant directement la réactivité du véhicule et l'économie d'énergie.

Inversion

Le concept inverse est un simple convertisseur redresseur qui convertit passivement l'AC en DC sans commande moteur ni régénération ; supprimer la commande de couple en boucle fermée transforme le système en source DC simple au lieu d'un entraînement actif capable de contrôle vectoriel.

Limite

S'applique aux onduleurs de traction haute tension destinés à la commande moteur et à la régénération ; exclut les onduleurs auxiliaires basse tension, les chargeurs rapides DC externes et les redresseurs AC-DC simples dépourvus de fonctions de commande moteur.

Tension sémantique

Le terme « onduleur » chevauche 'convertisseur' et 'contrôleur moteur' dans l'usage courant ; la tension vient du fait que certaines industries qualifient tout étage DC↔AC d'onduleur, alors que les systèmes de traction requièrent des fonctions de commande, sécurité et gestion thermique supplémentaires.

Synthèse

Un onduleur de traction est le module d'électronique de puissance côté moteur qui synthétise et commande activement l'AC à partir du stockage DC, fournissant l'interface électrique, les lois de commande et les protections transformant l'énergie stockée en couple mécanique contrôlé et en énergie électrique récupérée.