Chapitre 3 Redressement Monophasé Commandé

8/10/2019 Chapitre 3 Redressement Monophas Command

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Redressement monophas command C.P.G.E-TSI-SAFI

Mr BENGMAIH - 1 -

Redressement monophas command

Introduction :Un montage redresseur command permet dobtenir une tension continue rglable

partir dune tension alternative sinusodale. Lutilisation de composants tels que les thyristorspermet de raliser des redresseurs dont la tension moyenne de sortie peut varier en fonction de

langle de retard lamorage.I. Redressement monophas simple sur charge rsistive pure R:

On considre que le thyristor est parfait. est appel angle de retard lamorage. Il est

synchronis sur le rseau. Il correspond un temps de retard lamorage .2

Tt

= .

a. chronogrammes :

b. analyse de fonctionnement :Quelque soit ltat de TH on a : Ve= VAK+ Vs.

Ve(t)>0 VAK>0 : le thyristor peut tre amorc.-

si iG= 0A : THreste bloqu ( i =0 ) : VAK= Ve et Vs = 0.

i

R

i

TH

VAK

SV

eV 220V50Hz

VAK

VGK

Ve

+2

2

2

2


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Mr BENGMAIH - 2 -

- Si une impulsion de courant iGsuffisante apparat sur sa gchette alors TH devient

passant et VAK=0, Vs = Ve et iD=Ve

R.

Ve(t) =0 i =0A : le thyristor se bloque naturellement.Ve(t) < 0 VAK>0 : le thyristor ne peut pas tre amorc. Il est bloqu

mme si une impulsion de courant apparat sur sa gchette.Remarques :

Vs, i et VAKont la mme priode que Ve 2rad. Le thyristor doit supporter en inverse VM.

Le courant SV

iR

= sannule priodiquement, nous sommes en rgime de conduction

discontinu. En pratique pour sassurer quun thyristor samorce, on envoie sur sa gchette un train

dimpulsions.c. valeur moyenne de la tension redresse :

Calculons la valeur moyenne de vs(t) :

( ) ( ) ( )2 2

0 0

1 1. . sin .

2 2

T

Ms S S

VV V t dt V d d

T

= = = ( )cos2M

s

VV

=

( ) ( ) ( )1 cos

cos cos .2 2

Ms M

VV V

+ = + = .

Remarques : la valeur moyenne de la tension Vs peut tre ajuste en fonction de langle de retard

lamorage .

( )1 cos

.

2 .

S

D M

Vi V

R R

+= = .

Traons lallure de ( )SV f = pour 0 2 . Donc: 0 M

S

VV

.

II. Redressement monophas sur charge RL :Avant linstant dapplication de limpulsion de commande t = t0, le thyristor est bloqu0i = do : Vs = 0 ; mais lorsque limpulsion est applique : Th est ferm 0AKV =

( )sin ( )

e M

di tV V wt Vs Ri t L

dt = = = +


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Mr BENGMAIH - 3 -

Si ( 0) 0i t = = alors :( )

( )( )0( )L

2 2( ) sin sin

L

Rt t

MV

i t e wt

w R

= + +

.

Donc le thyristor ne se bloquera que lorsque le courant sannule.

Remarque : il y a apparition dune partie ngative au niveau de la tension dentrequon peut viter avec lemploi dune diode de roue libre.

III. Redressement monophas double sur charge rsistive pure R:On prendra lexemple dun redresseur double alternance deux thyristors et transformateur point milieu.

t1on amorce Th1(modulo T)

t1+T/2 on amorce Th2(modulo T)

Ve220V50Hz

Vs

i

R

i

TH

VAK

L

-VM

+VM

t

VAK

VeT/2 t0+2Tt0+Tt0+VM

2TTT/2

-VM

+VM

2TT

T/2

-VM

2TTT/2

t

t

t

Vs


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Mr BENGMAIH - 4 -

R

i2

Th2

Th1

VT2

VT11i

RV

Ri

v

v

220V50Hz

sin 2 50 RM RV

v V wt w f f Hz i R= = = =

MV

R 1

i

MV

R

Ri

Tt1

-2VM

t

t

t1+T/2

VGK1

VGK2

-VM

+VM

+VM

-VM

+VM

2TTt1

2TTt1

2TTT/2

T/2 t1+2Tt1+T

t1+T/2

t1

t

t

t

t

t

v

RV

VT1


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Mr BENGMAIH - 5 -

En posant = wt et 1= wt1 :

Pour 0 : ( )1 0V t > et ( )2 0V t < :

Par consquent : 1 10TH HV T> peut tre amorc ;

2 20TH HV T ;

2 0TV v= < .

A = < , on amorce TH1, alors:

1 0TV = ;

0RV v= > ;

1 Rv

i iR

= = ;

2 0i = ;

2 2. 0TV v= < .

Pour = : v =0 : iS=iTH1=0 TH1se bloque naturellement. Pour ( )12 : 0V t < et ( ) 0v t < :

Par consquent : 1 10T HV T< ne peut tre amorc ;

2 20T HV T> Peut tre amorc.

Tant que + , TH1et TH2sont bloqus :

1 2 0Ri i i= = = ;

0RV = ;

1 0TV v= < ;

2 0TV v= > .

A 2 = + < , on amorce TH2, alors:

2 0TV = ;

0RV v= > ;

2 R

vi iR= = ;

1 0i = ;

1 2. 0TV v= < .

pour 2 = : v = 0 : iS=iTH2=0 TH2se bloque naturellement.Remarques : le courant iR sannule : rgime de conduction interrompu. Chaque thyristor doit supporter en inverse une tension qui dpend de mais 2.VM. Fonctionne seulement si . Valeur moyenne de la tension redresse :


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Mr BENGMAIH - 6 -

( ) ( )0

0

1 1 1 cos. .sin . .

t T

M MS S

t

t dt V d V T

V V

+

+= = = .

Traons lallure de ( )S

fV = pour0 .

IV. Redressement double sur charge R-L-E: (Rgime de conduction continue)

1. Pont tout thyristors sans diode de roue libre :

Langle damorage de 1est choisi de telle faon 1 0e sV Vw

>

pour que la tension anode-

cathode de Th1 soit positive.

On suppose que le courant de sortie is ne sannule pas.

Conclusion: il existe toujours un groupe (Thi, Thi) qui conduit. chaque amorage, le nouveau groupe conduit. Il drive alors naturellement le courant is, cequi bloque le groupe prcdent.

La tension de sortie vaut donc : [ ]

[ ]

1 1

1 1

,

, 2

Vs Ve

Vs Ve

+ =

+ + =

Is =cste

L

V2

V1

V2

V1

Ve

i1

Vs

E

RTh2

Th2 Th1

Th1

sine M

V V wt =

Amorage de Th1,Th1 1et de Th2,Th2 1+


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[ ]1

1

1

1

1sin cose

s e

VV V d

+

+

= = 12 cose

s

VV

= .

12 coses

s

V EV Ei

R R

= = .

-VM

VGK2 ; VGK2

VGK1 ; VGK1

4 2

VT1

-VM

+V

+V

1+

v

RV

+V

-2Ve

R

2Ve

R Vs

0

/2 1

La tension moyenne ensortie peut tre positiveoungativesuivant la valeurde 1.


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Mr BENGMAIH - 8 -

2. Pont tout thyristors avec diode de roue libre :

V. Association MCC et redresseur:1. fonctionnement dans un quadrant :

a.

Pont mixte asymtrique

i

Th1

Uc = UAB

A

B

ID2iT2

ID1iT1

VD2VT2

VD1VT1

Th2 D2

D1

Ic

Ve MCC

-----

iD

DDD Th2, Th2 Th1, Th1Th1, Th1

0+ 0+20

+VM Vs

i1

iD

isir

ie

D

V2

V1

V2

V1

Ve

i1

Vs

E

RTh2

Th2 Th1

Th1

L

La diode D place auxbornes de la charge a poureffet de supprimer toutesles pointes infrieures 0de Vs.Ds que Vs0, D entre enconductioniD=isdoncir=0tous les thyristors sebloquent.


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Mr BENGMAIH - 9 -

b. Pont mixte symtrique (voir exercice 4 TD N7)

Rque: Ce pont a les 2 cathodes runies, donc la mme commande pour les deux thyristors.2. fonctionnement dans deux quadrants:

a.

Pont PD2 tout thyristor :

i

Th1

Uc = UAB

A

B

ID2ID1

iT2iT1

VD2VD1

VT2VT1

D1 D2

Th2

Ic

Ve MCC

-----

Un

Imoy

C

1

Moteur0


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Mr BENGMAIH - 10 -

3.

fonctionnement dans quatre quadrants :

Redresseur

Moteur0

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