Chap 3-Redressement Commandée Monophasé 20011-BF-OK

8/17/2019 Chap 3-Redressement Commandée Monophasé 20011-BF-OK

1/73

USTHB, aculté d’ lectronique et Informatique

Bab-Ezzouar, Alger, ALGERIE

http://www.usthb.dz

F.Bouchafaa- U ni versity of Sciences and Technology H ouari Boumediene

-L aboratoir y of I nstrumentation (LINS) Algiers –ALGERI A

Email: [email protected]

Dr.F.BOUCHAFAA Redressement commandé monophasé 1


2/73

USTHB, aculté d’ lectronique et Informatique

Bab-Ezzouar, Alger, ALGERIE

http://www.usthb.dz

REDRESSEMENT COMMANDÉ MONOPHASÉS



3/73

Commutation simple alternance à thyristor

Commutation parallèle double - PD2 Mixte

PLAN DE TRAVAILPLAN DE TRAVAIL

Conclusion

Commutation parallèle simple - P2 à thyristors

1

4

2

5

Commutation parallèle double - PD2 à thyristors3

Université des Sciences et de Technologie Houari Boumediene



4/73

Les redresseurs à thyristors, ou redresseurs contrôlés, permettent de fairevarier le rapport entre la ou les tensions alternatives d'entrée et la tensioncontinue de sortie. De plus, ils sont réversibles, c'est-à dire que la puissancene peut aller que du côté alternatif vers le côté continu.


Les montages redresseurs sont des convertisseurs de l'électronique depuissance qui assurent directement la conversion alternatif-continu.Alimentés par une source de tension alternative monophasée, ils permettentd'alimenter en courant continu le récepteur branché à leur sortie.

On utilise un redresseur chaque fois que l’on a besoin de continu alors quel'énergie électrique est disponible en alternatif. Les redresseurs ont un trèsvaste domaine d'applications.

Un montage redresseur comporte :Une source monophasée.Des composants redresseurs (Thyristor).



5/73


• Un montage redresseur permet d’obtenir une tension continue à partir d’une tension

alternative sinusoïdale quelque soit la charge

Redressement monophasé

commandé

Ve Vs

Commande

Th



6/73



).sin(2.V(t)V eff e ω.t

Une tension alternative sinusoïdale est définie par l'équation :

Veff : tension efficace (V) ω = 2.π.f = 314 rd/sω : la pulsation (rd/s)

Rappels


7/73


Ve(t)

Source

i

Uc

ic

R

Charge

Montage d’un redresseur commandémonophasé alimentant une charge résistive.

On envisage une structure comportant une

source sinusoïdale et un thyristor pour atteindre

une charge résistive. On distingue alors les trois

blocs précédemment définis: une source, uncommutateur et la charge.

Débit sur une charge résistive R

C.S

V Th

Th

iG

1- Commutation simple alternance à thyristor



8/73


Étude du fonctionnement

Th

Uc

ic

Ve(t)

i

R

V Th

(rad)

2

3π2

π

Vmax

VTh(t)

iC(t)Imax

Vmax

Dés que la tension d’entrée Ve est positive et un amorçage

de thyristor en agissant sur sa gâchette (iG≠0) à l’instant

, ce dernier devient passant jusqu'à ce que le courant qui le

traverse s'annule. Or ic(t) s'annule pour t=T/2.

(rad)

02

π2

3π

Va

Va()

Vmax a

b

(rad

)

0 2π

2

3π

Vb

V b()

Vmax

À partir de l’instant (π), le thyristor est bloqué. Par conséquent, la tension aux bornes de la charge résistive est

nulle:

UC(t)

Comme la charge est résistive, le courant et la tension

sont en phase.

ic Ve/R 00

Th

Uc Ve 0

VTh Ve0

0

Ve


(rad)

(rad)

0

2

π

2

3 π

Ve

Ve()

Vmax


9/73


(rad)

2

3π2

π

Vmax UC(t)

2,,0Pour 0

α,PoursinVeVUc(t)

max

20si0

siR

sinV

timax

c

La tension Uc(t) :

Le courant ic(t) :

La tension V Th(t) :(rad)

23π2

π

V(α)

VTh(t)-Vmax

(rad)

2

3π2

π

iC(t)Imax

,2,0Pour eV

α,Pour 0(t)VTh



10/73


d θsin θV2 π1dttU

T1U

π

max

T

ccmoy

cos12 π

VU maxcmoy

dθ2

2cos1

2

VdθsinV

2

1dttU

T

1U

2

max2π

2

max

T

0

2

c

2

ceff

La tension moyenne de Uc :

La tension efficace de Uc :

La tension maximale à supporter par le thyristor en inverse est: VThmax=-Vmax

(rad)

2

3π2

π

Vmax

VTh(t)

iC(t)Imax

-Vmax

UC(t)

0Uc(t),2,0Pour sinVeVUc(t)α,Pour

max

La valeur moyenne de la tension de sortie Uc peut être ajustée en fonction de la valeur de l’angle

de retard à l’amorçage .

2

2sin22

2

VU maxceff



11/73


Le courant moyen ic(t) :

)dθsin(IT

1(t)dti

T

1(t)i max

T

CCmoyC I

La présence de thyristor impose que le courant ait un signe constant.

La valeur moyenne de ce courant est imposée par les paramètres de la source et de la chargerésistive.

(rad)

2

3π2

π

Vmax

VTh(t)

iC(t)Imax

-Vmax

UC(t)

cos1.R 2

VI maxcmoy

π

R

UI

cmoy

cmoy

2

2sin22

2R

V

R

Ui maxceff ceff

Le courant efficace ic(t) :



12/73


Débit sur un électromoteur (Chargeur de batterie) :

Ve(t)

Source

E

Uc

ic

R

Charge

Montage d’un redresseur monophasé avec Chargeur de batterie

i

C.S

V Th

ThiG



13/73

(rad)

02

π

2

3 π

Ve

Ve()

Vmax

La durée de conduction variéesuivant la valeur de E

Et suivant l’angle d’amorçage α

La durée de conduction variéesuivant la valeur de E

Et suivant l’angle d’amorçage α


(rad)

02

π

2

3 π

Ve

Ve()

VmaxE

E

La durée de conductionLa durée de conduction

(rad)

02

π

2

3 πα

(rad)

: angle d’ouverture.

Avec :

2 : angle d’extinction (fermeture).

=( 2 - α) durée d’utilisation

(rad)

(rad)

(rad)

Imax

VmaxE

iC(t)

UC(t)VeE E

Th

Uc Ve EE

ic (Ve-E)/R 00

α 1



14/73


EsinV 1max t max1

V

Esin

1t Arc

max

1V

Esin Arc

Le courant moyen ic(t) :

12 t2Tt

12


dθEdθsinV2

1dttU

T

1U

2

max

T

0

ccmoy

2

2

22max

cmoy 22π

E)cos(cos

2π

VU

22maxcmoy

cmoyR 2

E)cos(cos

R 2

V

R

EUi



(rad)

02

π

2

3 π

Ve()

VmaxE

(rad)

Ve

E E


15/73


16/73


Le courant efficace ic(t) :

EsinV 1max t max1

V

Esin

1t Arc

max

1V

Esin Arc

12 t2Tt

12


dθR

EsinθV

2

1dtti

T

1i

2 2

max

T

0

2

c

2

ceff

2

2

2max2

2

max2

2

max

2

2

ceff EcoscosE2V2sin2sin4

V

2

V

R 2

1i

1

222122

maxceff sincoscossin

22sin2sin

4

1

2

1

R 2

Vi

1maxsinθVE Comme

(rad)

02

π

2

3 π

Ve

Ve()

VmaxE

(rad)

EImax



17/73


Ve(t)

Source

i

L

Montage d’un redresseur monophasé

alimentant une charge inductive

En électrotechnique et dans l’industrie, les charges sont souvent combinées: inductive et

résistive. Le schéma permettant la nouvelle étude est ci-dessous:

Uc

icR

Charge

Débit sur une charge inductive (R-L)

Étude du fonctionnement

La charge est de type inductif (une résistance plus une bobine), Il apparait un déphasage entre

la tension Ve et le courant i suite à l’introduction de l’inductance L . A cet effet:

- Le courant i et la tension Ve ne sont plus colinéaire,- Le courant i s’annule après la tension Ve c.a.d après (T/2).

C.S

V Th

ThiG



18/73



Suivant la définition de thyristor, il est passant lorsque la

tension entre ses bornes est positive plus un amorçage au

niveau de sa gâchette et il se bloque lorsque le courant qui

le traverse s’annule.

Ainsi, le thyristor Th conduit à partir de = α (t=t0) et ne se bloque pas en =(t=T/2) comme

avec une charge purement résistive. De ce fait, le thyristor est toujours passant et la tension

devient négative aux bornes de la charge tant que le courant ne s'annule pas.

Pour cela, on est obligé d'étudier la nature du courant ic.

Uc

ic

Ve(t)

i

R

L

V Th

Th iGÉtude du fonctionnement



19/73


Uc

ic

Ve(t)

i

R

Th

V Th

L

tsinVtRidt

tdiL maxc

cω

Le thyristor Th conduit dés que la tension Ve est positive

et un amorçage au niveau de sa gâchette (iG≠0).

Pour le courant ic(t), on assiste à un régime transitoire

régit par l’équation différentielle suivante:

La résolution de l’équation différentielle est: ic(t)=icH(t)+icp(t):

icH(t) est le courant homogène icP(t) est le courant particulier

0RidtL cH

cH

di

Le courant homogène:

R

Lτ Constante du temps électrique

e τt

cH K.(t)i

Avec:



20/73


Le courant particulier

VeR.II. j.L cpcp

R

L ωL ωR Z

Z

Ve.I

:Avec j.L ωR

VeI

tg 1

22

cp

cp

ecpcp

VRidt

Ldi

En régime permanent:

Ve j.LR .Icp

Le courant générale est:

)tsin(V

(t)i max

cp Z

Ainsi:

)tsin(Z

VK.(t)i(t)i(t)i

maxτ

t

cpcHc e



21/73


On remarque la superposition du régime transitoire (terme exponentiel) e t d u régime

permanent faisant apparaître le déphasage du courant sur la tension. Le courant ne s’annule

pas pour =, mais un peu au-delà en 0(0=+). Le thyristor est alors en conduction forcée si

bien que la tension Uc devient négative jusqu’à l’annulation de ic.

Condition initiale

à: 0)(ic

l’expression générale iC(t) est:

e L)(

maxc ).sin(-)tsin(

Z

V(t)i

t R

Le thyristor se bloque avec un retard 0(t0 )compris entre T/2 et T car la bobine L impose la

continuité du courant dans la charge.

Le courant générale est: )tsin(Z

VK.(t)i(t)i(t)i

maxτ

t

cpcHc e

0)sin(Z

VK.

maxτ.e

e Lmax

).sin(Z

VK

R

D’où :



22/73

2

π

2

3π0

(rad)


(rad)

02

π

2

3 π

Ve

Ve()

Vmax

Th

Uc Ve 0

Chronogrammes des tensions et du courant pour une charge R-L.

Etat des thyristors

Tension aux bornes de la charge

Uc

ic

Ve(t)

i

R

Th

V th

L

Uc

ic

Ve(t)

i

R

Th

V th

L

Vmax

Imax

V(O)

UC(t)

iC(t)

(rad)

α

0

à = 0 , iC(t)=0, le thyristor s’arrête de conduire

Supposons



23/73

2

2

3 π0

(rad)


VTh Ve0

(rad)

02

π

2

3 π

Ve

Ve()

Vmax

V(O)

-Vmax

VTh(t)

Th

Uc Ve 0

Etat des thyristors


Tension aux bornes de thyristor

(rad)

Ve

UC(t)Vmax

0

V(α)



24/73


2

π

2

3π0

V(O)

(rad)

Vmax

Imax

UC(t)

(rad)

Ve(t)0 le thyristor Th estpassant Uc=Ve, Vth=0

A o ic =0 le thyristor Ths’arrête de conduire (se

bloque) Uc=0 et Vth=-Ve

A o ic =0 le thyristor Ths’arrête de conduire (se


iTh(t)

α

iC(t)


e L)(max

c ).sin(-)tsin(Z

V(t)i

t R


25/73


(rad)

Imax

2

π

2

3π0

V(O)

VmaxUC(t)

(rad)

iTh(t)

α

iC(t)

P>0 P0 et ic(t)>0donc P(t)>0

Uc(t)>0 et ic(t)>0donc P(t)>0

Uc(t)0donc P(t)


26/73


27/73

2

π

2

3π0

(rad)

Th

Uc VeVe 0

Vmax

Imax

V(O)

UC(t)iC(t)

(rad)

0

α



les performances du montage précédent sont médiocres, la tension redressée Uc étant en

partie négative, sa valeur moyenne est diminuée par rapport au cas d'une charge résistive.Pour corriger le problème intervenant avec une charge de type inductif, on ajoute une diode

de roue libre en parallèle de la charge. Les deux semi conducteurs sont alors placées en

cathodes communes comme le montre le schéma suivant :

coscos2π

VU maxcmoy

On constate que cette surface qui est

négative va diminuer la valeur moyenne de Uc

On constate que cette surface qui est

négative va diminuer la valeur moyenne de Uc



28/73


Débit sur une charge inductive avec diode roue libre

Uc

Montage d’un redresseur monophasé avec diode roue libre

Charge

ic

R

L

On constate que les cathodes de thyristor Th et la diode roue libre Dr sont reliées au

même point (K).

(rad)

02

π

2

3 π

Ve

Ve()

Vmax

K

C.S

V Th

Th

iG

(rad)


Ve(t)

Source

i

Dr

iDr


29/73


Durant l’alternance positive de la tension Ve, le thyristor Th est

passant et la diode Dr est bloquée.

Le comportement du montage est connu.

Dés que Ve s’annule, le thyristor Th se bloque car la diode Dr

prend le relais de la conduction du courant ic1 dans la charge.

Etude du fonctionnement

Dr conduisant, la tension à ses bornes Uc est nulle. L’énergie

emmagasinée dans l’inductance L est dissipée dans la résistance R etle courant ic2 décroît et s’annule en 0.

Uc

ic2

R

L

Dr

iDr

L’annulation du courant caractérise un fonctionnement en conduction discontinue.

Si l’énergie est suffisante, le courant ne s’annule pas, c’est la conduction continue.

Diode de roue libre :Elle est installée en parallèle inverse sur la charge, de nature inductive. Elle a double rôle :

•D’imposer un signe constant à la tension. Quand le thyristor est passant, la charge est

alimentée par la source; quand le thyristor est bloqué; le courant dans la charge se boucle par la

diode. La charge est auto-alimentée aux dépens de son énergie électromagnétique.

•D’assurer la continuité du passage du courant dans la charge.

Uc

ic1

Ve(t)

i

R

Th

V Th

L



30/73

•Représentation des signaux d’entrée


t sinVdt

tdiLtRi maxCC

t

L

R

max0

maxC sin

Z

Vitsin

Z

Vti

e

2

Tt )

2

T(

L

R

max0

)2

T(

L

R

maxC sin

Z

Visin

Z

V

2

Ti

ee

A l’instant

on a :

Tt2

T

0tRidt

tdiL C

C

Th bloqué et Dr passante: Uc(t)=0 et Vth(t)=Ve(t).

2

Tt

L

R

CC e2

Titi

2

T

L

R

max0

2

T

L

R

max2

T

L

R

C0 sin

Z

Visin

Z

V

2

Tii

eee

T

L

R

TL

R

2

T

L

R

max0

1

sinZ

Vi

e

ee

TL

R

2

T

L

R

maxC

1

1sin

Z

V

2

Ti

e

e

Débit sur une charge inductive avec diode roue libre



31/73


(rad)

02

π

2

3 π

Ve

Ve()

Vmax

2

π

2

3π0

(rad)

Vmax

Imax

UC(t)

iC(t)

Th

Uc 0Ve 0

Dr

Uc

ic2

R

L

Dr

iDr

Uc

ic1

Ve(t)

i

R

Th

V Th

L(rad)

α

0


Chronogrammes des tensions et du courant pour une charge RL avec diode roue libre.


32/73


2

π

2

3 π0

(rad)

Vmax

Imax

UC(t)

Ve(t)0 et iG≠0, le thyristor Thest passant Uc=Ve, Vth=0

A o ic =0 la diode rouelibre Dr s’arrête de conduire (se


A o ic =0 la diode rouelibre Dr s’arrête de conduire (se


Phase de roue libre: La durée dedissipation de toute l’énergie

stockée dans l’inductance

Phase de roue libre: La durée dedissipation de toute l’énergie

stockée dans l’inductance

iDr (t)iTh(t)

(rad)

α


iC(t)


33/73


34/73


22

3π0

(rad)

Vmax

Imax

UC(t)

iC(t)

(rad)

α

cos12 π

VU maxcmoy

dθ22cos1

2VdθsinV2

1dttUT1U

2

max2

π

2max

T

0

2c

2ceff



La valeur moyenne de la tension de sortie Uc peut être ajustée en fonction de la valeur de l’angle

de retard à l’amorçage .

2

2sin22

2

VU

maxceff

dθsinV2

1dttU

T

1dttU

T

1U max

2

T

t

c

T

0

ccmoy

0




35/73


36/73


Montage d’un redresseur monophasé à point milieu

ie1

UcR ic

Ve1

Ve2

Tr

V1

i1

ie2

Le montage redresseur à diodes est constitué de deux thyristors connectées en sortie d'un

transformateur à point milieu:

2- Commutation parallèle simple - P2 à thyristors

A partir du réseau monophasé V1 , on obtient par l'intermédiaire du transformateur à point milieudeux tensions sinusoïdales Ve1 et Ve2 de même amplitude et déphasées entre elles de :

Ve1(t) = Vmax sin t

Ve2(t) = Vmax sin (t + )

Ve2(t) = - Ve2 (t)

V Th1

Th1

iG1

V Th2

Th2

iG2



37/73


Uc ic

R

ie2

Ve1

Ve2

Tr

V1

i1

ie1

V Th1

Th1

Th2

G2 K2

iG2

iG1

K1G1

Commande Numérique

RAZVαRéglage de αP

(rad)

+

iG1, iG2

(rad)

2+

iG1

(rad)

+ 3+

iG2

Commutation parallèle simple - PD2 à thyristors

Synchrone



38/73

(rad)

02

π2

3 π


Ucic

V Th1

Ve1

R

Th1

+i1

V1

Tr ie1

Ucic

Th2Ve2

R

V Th2

Tr

V1

i1

+ ie2Etat des thyristors


Courant traversant la charge

Uc Ve1 Ve2

iC Ve2/R Ve1/R

(rad)

02

π

2

3 π

Ve()Ve1Vmax

Ve2

VmaxiC(t)

UC(t)

Th1

Th2

Imax

(rad)

(rad)

+

+

00

00




39/73

0 2

π

2

3π(rad)


Vth1(t)

VTh1 2Ve10

-2VmaxEtat des thyristors



(rad)

0

(rad)

02

π

2

3 π

Ve()

Ve1VmaxVe2

2

π2

3 π

VmaxiC(t)

UC(t)

Th1

Uc Ve1 Ve2

iC Ve2/R Ve1/R

Th2

Imax

(rad)

+

(rad)

+

0

0

0

0

Ve(t)

(rad

02

π

2

3 π

Ve1VmaxVe2

(rad)

+

Ve1

+

Ve1

V(α)Uc

ic

V Th1

Ve1

R

Th1

ie1


UTh=Ve1-UC



40/73


41/73


42/73

T

2

π2

3 ππ 2π

iC(t)

(rad)

iC(t)Imax

Imin

iC(t)iCmoy

D’après cette figure, on constate que le courant iC(t) oscille entre deux valeursIcmin et Icmax et l’écart iC(t) on le nomme ondulation du courant.

Le rôle du redresseur est d’avoir un courant redressé iCmoy constant . Par contred’après cette figure, on constate que le courant iC(t) est variable et dépendfortement de la constante du temps électrique (=R/L).

Afin de réduire les ondulations c.a. d iC(t) tend vers zéro il faut augmenter lavaleur de l’inductance L. On obtient ainsi, un courant parfaitement lisse etconstant.




43/73


1- Un seul thyristor qui conduit;

2- Un déphasage (φ) entre la tension et le courant

α φ

Pour la charge inductive:

-Angle d’amorçage (α)

Deux grandeurs à gérer :

- Le déphasage (φ)

Ainsi:

(rad)

+

iG2

(rad)

+ 3+

iG2

(rad)

2+

iG1

π φ

(rad)

+

iG2

A φ avec φ > π, ic =0A φ avec φ > π, ic =0

φ

φ

φ

Débit discontinu (interrompu φ ) :



44/73

0

2

π

2

3π

(rad)

(rad)

2

π 0 23 π

Th2

(rad)

02

π

2

3 π

Ve1

Ve()

VmaxVe2


Débit discontinu (φ


45/73


Uc(t)0donc P(t)0donc P(t)>0Uc(t)>0 et ic(t)>0donc P(t)>0



46/73


Débit discontinu (interrompu φ


47/73

Th2


(rad)

02

π

2

3 π

Ve1

Ve()

VmaxVe2

(rad)

2

π 0 23 π

Vmax iC(t)

UC(t)

Icmoy

(rad)

+

+

Th1

Uc Ve1 Ve2

iC

Etat des thyristors



Ve2

Icmoy Icmoy Icmoy

Ve()

(rad 0

2

π

2

3 π

Ve1VmaxVe2

(rad)

+

Débit continu (φ= ) :

0

2

π

2

3π

(rad)

VTh1(t)

VTh1 2Ve0

-2Vmax

Icmoy

iTh1

iTh1(t)

Icmoy

2V(α)

00

2Ve

φφ

V(φ)

+

Uc

ic

V Th1

Ve1

R

Th1

i Th1

UTh1

=Ve1

-UC



48/73


Débit continu (ininterrompu φ= ) :

dθθsinVπ

1dttU

T

1U max

T

0

ccmoy

cosπ

2VU maxcmoy

cosπR

2V

R

U

i

maxcmoy

cmoy

cosπR

V

2

ii max

cmoy

Thmoy

d

2

2cos1

π

VdθθsinV

π

1dttU

T

1U

2max22

max

T

0

2

c

2

ceff 2VU maxceff


Le Courant qui traverse la charge:

Le Courant qui traverse un thyristor:




49/73


Le pont de Graëtz est constitué de quatre thyristors montées en parallèle deux par deux.

Montage d’un redresseur monophasé alimentant une charge résistive

Commutation parallèle double - PD2 à thyristors

K

A

Les thyristors Th1 et Th2 sont à cathodes communes (sont reliées au même point K).

Les thyristors Th3 et Th4 sont à anodes communes (sont reliées au même point A).

Tr VTh1

V1

i1

Uc

ic

Ve(t)

Source

i

Charge

C.S R

Th2

Th3

Th1

Th4



50/73


Commutation parallèle double - PD2 à thyristors

Ainsi, dans ce type de montage:

A cathodes communes, on dit qu’un thyristor est passant lorsque la tension entre ses

bornes est plus positive que les autres.

A anodes communes, on dit qu’un thyristor est passant lorsque la tension entre ses bornes

est plus négative que les autres.

K

Th1 Th2

Th4 Th3

Tr VTh1

V1

i1

Uc

ic

Ve(t)

Source

i

Charge

C.S

A

R

(rad)

2+

iG1 , iG3

(rad)

+

iG1’, iG2’

(rad)

+ 3+

iG2 , iG4



51/73


Th2

Th4

Tr iTh2V1

i1

Uc

ic

Ve(t)

i

iTh4

+

R

Th1

Th3

Tr VTh1

V1

i1

Uc

ic

Ve(t)

i iTh1iTh3

+R

(rad)

02

π

2

3 π

Ve()

VeVmax

(rad)

02

3 π

VmaxiC(t)

UC

(t)

Imax

(rad)

+

(rad)

+

Etat des thyristors



Uc Ve -Ve

iC -Ve/R Ve/R

Th1,Th3Th2,Th4

0

0

0

0




52/73

VTh1(t)

0

2

π2

3π

(rad)

-Vmax


(rad)

0

(rad)

02

π

2

3 π

Ve(t)

VeVmax

(rad)

+

2

π2

3 π

VmaxiC(t)

UC(t)

Imax

(rad)

+

Th1,Th3Th2,Th4

Uc Ve -Ve

iC -Ve/R Ve/R

0

0

0

0

+


VTh

Uc Ve -Ve

Th1,Th3Th2,Th4

00

Ve

V(α)

(rad) 0 2

π

2

3 π

Ve(t)VeVmax

(rad)

+

0

V(π+α)

Ve Ve



53/73



Le courant moyen et efficace de ic(t) :


CmoyCmoy R.iU

Ceff Ceff R.iU


cos1R 2

V

2

ii max

cmoy

Thmoy

cos1πVU maxcmoy

dθsinV1

dttUT

2dttU

T

1U max

2

T

t

c

T

0

ccmoy

0

dθsinV1

dttU

T

2dttU

T

1U

22

max

2

T

t

2

c

T

0

2

c

2

ceff

0

2

sin22

2

VU maxceff

2

2sin22

R 2

V

R

Ui maxceff ceff

cos1R .

V

R

Ui max

cmoy

cmoy

Le courant qui traverse un thyristor

Dr.F.BOUCHAFAA Redressement non commandé 53


54/73



Montage d’un redresseur monophasé alimentant une charge inductive

Tr

V1

i1

Ve(t)

iTh1 Th2

Th4 Th3

C.S

K

A

VTh1

Source

Uc

ic

L

R

Charge



55/73



α φ

-Angle d’amorçage (α)

Deux grandeurs à gérer :

- Le déphasage (φ)

+

(rad)

iG2

(rad)+ 3+

iG2

(rad)

2+

iG1

π φ

(rad)

+

iG2

A φ avec φ > π, ic =0A φ avec φ > π, ic =0

φ

φ

φ

Débit discontinu (interrompu φ ) :



56/73


Débit continu (ininterrompu φ= ) :

Th3

Th1VTh1

Tr

V1

i1

Ve(t)

i

Source

K

A

Uc

ic

L

R

Charge

Th2

Th4


(rad)

2+

iG1

π φ

α = φ

(rad

+

iG2

φ



57/73


58/73



Le courant moyen et efficace de ic(t) :


CmoyCmoy R.iU

2

VU maxceff

La tension maximale à supporter par le thyristor en inverse est: VDmax=-Vmax

d θsinV1

dttUT

1U max

T

0

ccmoy

cosαπ

2VU maxcmoy

cosR .

2V

R

Ui max

cmoy

cmoy

Le Courant qui traverse un thyristor: cosR V

2

i

i maxcmoy

Thmoy

dθ

2

2cos1

π

VdθsinV

1dttU

T

1U

2

max22

max

T

0

2

c

2

ceff



59/73



Th1VTh1

K

A

Uc

ic

L

R

Charge

Th2

Th4

Débit discontinu (interrompu φ φ

(rad)

+

iG2

φ

(rad)

2+

iG1

π φ



60/73


0

2

π

2

3π

(rad)

(rad)

2

π 0 23 π

Th2

(rad)

02

π

2

3 π

Ve1

Ve()

VmaxVe2

Débit discontinu (φ


61/73


Débit discontinu (interrompu φ


62/73


Ponts mixtes

Un pont mixte est formé pour moitié avec des thyristors et pour moitié avec des diodes.Comparé au pont classique tout thyristors, il a comme avantage de demeurer commandé tout en

étant plus robuste, plus économique, (commande plus simple et un meilleur facteur de puissance).

Il a l’inconvénient de ne pas fonctionner en onduleur.

l y a deux montages des ponts mixtes :

Pont mixte asymétriquePont mixte symétrique

Th1 Th2

D1 D2

Uc

ic

Ve(t)

i

R

Th1 D1

Th2 D2

Uc

ic

Ve(t)

i

R



63/73


64/73


(rad) 0

2

π

2

3 π

Ve()VeVmax

2

π

(rad)

02

3 π

VmaxiC(t)

UC(t)

Imax

(rad)

(rad)

+

+Etat des thyristors



Uc Ve -Ve

iC -Ve/R Ve/R

Th1,Th2 Th1

D1,D200

00


Th2Tr

iTh2V1

i1

Uc

ic

Ve(t)

i

iTh4

+

R

D1

Th1Tr

VTh1

V1

i1

Uc

ic

Ve(t)

i iTh1iTh3

+R

D2

Etat des Diodes

Th2

D2 D1



65/73


d dt sinV1tUT

2dttUT

1U max2

T

t

c

T

0

ccmoy

0

cos α1π

VU maxcmoy

cos1R

V

R

Ui max

cmoy

cmoy

cos1R 2

V

2

ii max

cmoy

Thmoy





dθsinV1

dttU

T

2dttU

T

1U 22max

2

T

t

2

c

T

0

2

c

2

ceff

0

2

2sin22

2

VU maxceff

2

2sin22

R 2

V

R

Ui maxceff ceff

2

2sin22

2R

V

2

ii maxceff Theff



66/73


67/73



d dt sinV1

tUT

2dttU

T

1U max

2

T

t

c

T

0

ccmoy

0

cos α1π

VU maxcmoy

cos1R

V

R

Ui max

cmoy

cmoy

cos1

R 2V

2ii maxcmoyThmoy





dθsinV1dttUT2dttU

T1U 22max

2

T

t

2

c

T

0

2

c

2

ceff

0

22sin22

2VU maxceff



68/73


Pont mixte asymétrique

Th1 D1

Th2 D2

Uc

ic

Ve(t)

i

R


Les deux thyristors ont leurs cathodes soumises à des potentiels différents.



69/73


(rad)

02

π

2

3 π

Ve()

VeVmax

2

π

(rad)

02

3 π

VmaxiC(t)

UC(t)

Imax

(rad)

(rad)

+

+

Etat des thyristors



Uc Ve -Ve

iC -Ve/R Ve/R

Th1,Th

2 Th1D1,D2

00

00


Etat des DiodesTh2D2 D1

Th2

Th1 D1

D2

Ve(t)

i

Uc

ic

R



70/73


d dt sinV1tUT2dttU

T1U max

2

T

t

c

T

0

ccmoy

0

cos α1π

VU maxcmoy

cos1R

V

R

Ui max

cmoy

cmoy

cos1R 2

V

2

ii max

cmoy

Thmoy





dθsinV1

dttU

T

2dttU

T

1U 22max

2

T

t

2

c

T

0

2

c

2

ceff

0

2

2sin22

2

VU maxceff

2

2sin22

R 2

V

R

Ui maxceff ceff

2

2sin22

2R

V

2

ii maxceff Theff



71/73

Th1 D1


Uc

ic

R

L

Th2 D2

Tr

V1

i1

Ve(t)

i+

Pont mixte asymétrique

(rad)

02

π

2

3 π

Ve()

VeVmax

2

π

(rad)

02

3 π

Vmax iC(t)

UC(t)

Imax

(rad)

(rad)

+

+

Uc Ve -Ve

iC IcmoyIcmoy

Th1,Th2 Th1D1,D2

00

Th2D2 D1

Etat des thyristors



Etat des Diodes



72/73



d dt sinV1

tUT

2dttU

T

1U max

2

T

t

c

T

0

ccmoy

0

cos α1π

VU maxcmoy

cos1R

V

R

Ui max

cmoy

cmoy

cos1R 2

V2

ii maxcmoyThmoy





dθsinV1dttUT2dttU

T1U 22max

2

T

t

2c

T

0

2c

2ceff

0

22sin22

2VU maxceff



73/73


Merci de votre attention

Documents

Chap 3-Redressement Commandée Monophasé 20011-BF-OK