Post on 04-Apr-2015
Cours d’Electronique de puissanceChapitre II : Les montages Redresseurs
Chaibainou khaledKhaled,chaibainou@gmail,com
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« Les convertisseurs AC/DC »
Introduction Quatre types de conversion de l'énergie électrique1- Conversion alternatif / continu (AC / DC)
:
• Montage redresseur- non commandé (à diodes)- commandé (à thyristors)
• Applications---
alimentation continue (pour circuits électroniques)alimentation pour moteur à courant continu chargeur de batteries ... 2
2- Conversion continu / continu (DC / DC)
• Montage hacheur
- série (abaisseur de tension)- parallèle (élévateur de tension)
• Applications
- alimentation à découpage (ordinateur, mobile- alimentation pour moteur à courant continu
…)3
3- Conversion continu / alternatif (DC / AC)
• Montage onduleur
• Applications
- alimentation de secours (+ groupe électrogène)- variateur de vitesse pour moteur asynchrone ...
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4- Conversion alternatif / alternatif (AC / AC)
• Montage gradateur
• Applications
--
variateurvariateur
dede
lampe halogènevitesse pour moteur universel ...
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Chapitre II Conversion alternatifMontages redresseurs
/ continu
II,1- Redressement non commandé
On utilise des diodes de redressement.
II-1-1 Rappel sur la diode
La diode est supposée parfaite (tension de seuil nulle)
- dans l'état passant interrupteur fermé
- dans l'état bloqué interrupteur ouvert6
Fig. 1b u<0
i=0
Fig. 1a u=0
i>0
En résumé, la diode est un interrupteur électronique :
- unidirectionnel en courant (un seul sens de conduction)- non commandable (la conduction et le blocage sont imposés par lereste du circuit)
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II-1-2- Exemple de montage redresseur :le pont de Graëtz monophasé
Ce pont nécessite quatre diodes.La tension d’alimentation u(t) est alternative :
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• Analyse du fonctionnementOn suppose que la charge est une résistance R.
a- tension d’entrée positiveD1 et D3 conduisent : v = u
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b- tension d’entrée négativeD2 et D4 conduisent : v = -u
LeLa
pont de Graëtz permet de " redresser " une tension : v =|u|tension de sortie est " continue " : elle ne change pas de signe.
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II-1-3- Application : alimentation continue alimentée par le secteur
Le circuit se compose d'un transformateur monophasé suivi d'unpont de Graëtz :
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Fig. 4
0 t
v(t)
0 t
On suppose le transformateur parfait :
u2(t) = mV u1(t)avec mV le rapport de transformation à vide.
• Pour une charge résistive :
u2(t)
T/2 T
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+ + + +
+ +
-
-
• Valeur moyenne de la tension de sortie
A.N. transformateur 230 V / 6 V
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𝑉=�̂�2=√2𝑈 2=8,5𝑉
¿𝑉≥2 �̂�𝜋
=5,4𝑉
• Condensateur de " découplage "On ajouterésistance
un:
condensateur de forte capacité aux bornes de la
Le condensateur de découplage permet de lisser la tension de sortie :
v(t)
(1) charge
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ondulation
A
Fig. 5a+ R
B
C
(1) (2)
0t
(2) déchargeFig. 5b
Pour un lissage satisfaisant, il faut choisir C de façon que RC >> T.Taux d'ondulation :
A.N.R = 47 , C = 3300 µ F,
f= 50 Hz
⇒⇒
taux d'ondulation de 6 %ondulation v = 0,5 V (8,0 < v < 8,5 V)
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∆𝑉𝑉
≈1
2𝑅𝐶𝑓
II-2- Redressement commandéOn utilise des thyristors.
II-2-1- Le thyristorC’est un semiconducteur qui possède trois bornes : l'anode (A), lacathode (C) et la gâchette (G).
G
• Symbole général
12Fig. 6b
u
A
C
i
i
G (commande)
Fig. 6a
A Ci=0
Fig. 6d
u=0
A Ci>0
Fig. 6c
•-
Caractéristiques électriquesétat passant interrupteur fermé
- état bloqué interrupteur ouvert
- Mise en conduction du thyristor (initialement bloqué)
2 conditions :a) u > 0b) courant de gâchette suffisant (amorçage)
Une fois le thyristor amorcé, on peut supprimer le courant de gâchette.
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- Blocage du thyristor (initialement conducteur)
Blocage dès que le courant i s'annule (comme pour une diode).
• En résumé, le thyristor est un interrupteur électronique :
--
unidirectionnel encommandable à la
courantfermeture en injectant un courant de gâchette
Le thyristor n'est pas commandable à l'ouverture.
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II-2-2- Exemple de redresseur commandé :le pont mixte symétrique monophasé
La charge est ici un moteur à courant continu qui consomme uncourant I (supposé constant) :
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• Chronogrammes
Le circuit de commande desthyristors permet de réglerl'angle de retard à l'amorçage
.
• Analyse du fonctionnement- Phase 1 : à l'instant , on amorce Th1 :
- Phase 2 : à l'instant , u devient négative.conductrice :D2 se bloque et D1 devient
C'est une phase de " roue libre ”(la bobine du moteur se décharge).
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𝜔 𝑡=𝜋
𝜔 𝑡=𝜃
- Phase 3 : à l'instant , on amorce Th2 :
- Phase 4 : à l'instant , phase de roue libre :
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𝜔 𝑡=𝜃+𝜋
𝜔 𝑡=2𝜋
• Application : variation de vitesse d'un moteur à courant continu
On montre que :
avec :23
=
U
Pour un moteur à courant continu à excitation constante :
vitesse de rotation tension d'induit
Les résultats vus dans le chapitre consacré à la machine àcourant continu restent valables en prenant pour la tension d'induit sa valeur moyenne :
< tension d'induit >(1 + cos )
L'angle de retard à l'amorçage commande la vitesse de rotation :
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Ω𝛼Ω𝛼