Circuits de puissance : exercices

Exercice 1

Le courant de maintien du SCR est IH = 1 mA et sa tension en

directe est UT = 1V.

Vcc = 24 V et RL une résistance ajustable entre 0 et 27k

1. Si RL = 27k et si on applique à la gâchette une impulsion

brève et suffisante pour amorcer le SCR, que se passera-t-il et

pourquoi?

2. Quelle est la valeur maximale de RL qui permet de maintenir

le SCR en conduction, lorsqu'il sera amorcé?

VCC

RL

RGK

Exercice 2

Déterminez les valeurs de UL(moy), UL(RMS), la puissance PL dans la charge ainsi que le courant RMS du

SCR: IAK(RMS) ? R = 13 dans les deux cas suivants :

a) Lorsque le potentiomètre de 50k est à 20k.

b) Lorsque le potentiomètre de 50k est à 10 k

10k0.1F

6k8

50k

1500 W

RL

220 VRMS

50Hz

Exercice 3

1. Déterminez l’angle d’amorçage pour que l’ampoule dissipe une puissance de 450W ?

2. Tracez les formes d’ondes de ei, uL, uA ? Dessinez deux cycles complets de ei.

500 W

ei = 220 V

RMS

50Hz

+ -uL

+

-u

A

Exercice 4

Le circuit de la figure de la figure suivante, présente les caractéristiques suivantes :

Rg = 6K ; Rc = 100 ; VGT = 1V ; IGT = 10mA ; VF = 0,6V (tension directe de la diode).

La tension d’entrée est donnée par la relation : es = 220√2sin100πt

Calculez :

a. L’angle d’amorçage du thyristor

b. Le courant maximal que doit pouvoir supporter la gâchette

Rc

K

Rg

Th

es

VGT

VF

Exercice 5

Le circuit de contrôle par réglage de phase suivant, présente les caractéristiques suivantes :

Rc = 10Ω ; VGT = 1,4V ; IGT = 10mA ; IGTmax = 85mA ; VF = 0,6V.

La tension d’entrée est donnée par la relation : es = 220√2sin100πt

Calculer :

c. La valeur de Rgmin ;

d. Les valeurs de Rgv pour obtenir un amorçage à 30°, à 60° et à 120° ;

e. La valeur maximale de Rgv ;

f. L’angle d’amorçage minimal, lorsque Rgv est égal à 0.

Rc

K

Rgmin

Th

es

VGT

VF

Rgv

Exercice 6

Dans le redresseur monophasé contrôlé simple alternance suivant, es = 220√2sin100πt et Rc = 10Ω.

Thy

es

Rc

Commande

1. Pour un angle d’amorçage de 0°, quelles sont les valeurs suivantes pour la charge : Emax, Eeff , Ieff

et puissance consommée ?

2. On désir obtenir un puissance de 317W dans l charge, calculez :

a. L’angle d’amorçage et la tension anodique d’amorçage du thyristor ;

b. Eeff, Ieff et Imax de la charge.

3. Le thyristor est remplacé par deux thyristors montés en parallèle inverse. On désire alors obtenir

une puissance de 1210W dans la charge. Calculez :

a. L’angle d’amorçage et la tension anodique d’amorçage des thyristors ;

b. Eeff et Ieff de la charge (note : α1= α2).

4. Tracez les formes d’onde des tensions aux bornes de la charge et des thyristors ;

Exercice 7

Dans le montage gradateur monophasé suivant, es = 220√2sin100πt et Rc = 8Ω.

a) calculez :

- Les valeurs de Ieff (courant efficace à travers la charge), lorsque α1 etα2 sont égaux à 60°;

- Les valeurs de Imax, Ieff et Pr, lorsque α1 est égal à 30° et que α2 est égal à 150°.

b) Tracez les formes d’onde des tensions aux bornes de la charge dans le cas des deux situations.

Rc

Commande

Thy1

Thy2

D1

D2

Exercice 8

Dans le montage suivant, es = 220√2sin100πt et les résistances de charge Rcc = Rca = 20

a) Calculer les valeurs de Emoy , Eeff , et Pcontrolé pour un angle d’amorçage de 80 ° ( et 260° ) pour les

deux charges

b) Tracez les formes d’onde des tensions aux bornes de la charge dans le cas des deux cas

c) En vous servant des catalogues des fabricants, choisissez les diodes et les thyristors appropriés, si

la marge de sécurité pour les courants est de 50% et celle pour les tensions, de 100%

Circuit de

commande

Thy

D2D1

Rcc

D4D3

Rca

Exercice 9

Dans le montage suivant, la résistance Rc est de 70Ω et la tension d’alimentation est : es= 110√2 sin100πt

a) Calculez la valeur efficace du courant de charge lorsque :

L’interrupteur K est fermé ;

L’on amorce le thyristor deux fois par période, à T/8 et à 5T/8 (T est la période) ;

L’on amorce le thyristor à T/8.

b) Calculez la valeur moyenne du courant de charge dans le cas des trois situations précédentes.

c) Tracez les formes d’onde des tensions aux bornes de la charge dans le cas des trois situations

précédentes.

Thy

D2D3

Rc

D1 D4

K

Exercice 10

Dans le montage de l’exercice 9, on place la résistance de charge Rc de 70Ω en série avec le thyristor.

a) Calculez la valeur moyenne du courant de charge lorsque :

l’interrupteur K est fermé ;

l’on amorce le thyristor deux fois par période, aux angles d’amorçage de 60° et de 240° ;

L’on amorce le thyristor une fois par période, à l’angle d’amorçage de 60°.

b) Calculez les valeurs efficaces du courant de charge dans le cas des trois situations précédentes.

c) Tracez les formes d’onde des tensions aux bornes de la charge dans le cas de trois situations

précédentes.