Exercices-Redresseurs

Electronique de puissance/TD 1re srie Les montages redresseurs

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LES MONTAGES REDRESSEURS

Exercice 1 : Soit le montage de la figure ci-contre. On donne )tsin(Vvv m21 == et

RLQ = . 1) Tracer la forme de la tension redresse et calculer sa valeur

moyenne. 2) Dterminer lexpression du courant redress id en fonction du

temps. Que deviendrait cette expression pour des valeurs de Q trs leves ?

Exercice 2 : Soit le montage de la figure ci-contre. Le secondaire du transformateur triphas dlivre un systme de tensions quilibres de valeur efficace 127 V. La charge est une rsistance R=10 en srie avec une f.e.m. E=kVm.

1) Donner la forme de la tension redresse, du courant redress et de la tension inverse aux bornes dune diode.

2) Calculer la valeur moyenne de la tension redresse et la valeur moyenne du courant redress.

Prendre k=1/4 et 21k = . Exercice 3 : Une alimentation simple alternance comporte une source

)tsin(V2v = , un thyristor et un rcepteur R,L,E. On donne : V=127V ; E=127V ; 3

RLQ == ; R=10

On demande : 1) langle damorage minimal ? 2) langle dextinction pour =/3 ? 3) Calculer les valeurs moyennes de la tension redresse et du

courant dans la charge. Exercice 4 : En remplaant les diodes du montage de lexercice 2 par des thyristors, on demande :

1) Calculer en fonction de , la valeur moyenne de la tension redresse et lexpression instantane du courant redress pour Q>>1 et Q


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Exercice 5 : Un pont monophas thyristors dbite sur une machine courant continu shunte par une diode de roue libre (figure ci-aprs). La tension de la source est v~=Vmsin(t). La machine courant continu excitation spare est modlise par un diple (R,L,E). On donne k=E/Vm =0.25 et Q= L/R =1.

1.Conduction discontinue : Pour des angles levs, la

dure de conduction de la diode de roue libre est infrieure ().

- Donner les formes d'ondes de la tension redresse et du courant redress pour l'angle d'allumage = 2/3.

- Exprimer les valeurs moyennes de la tension redresse et du courant redress en fonction de .

- Etablir l'expression donnant la dure de conduction de la DRL =(ex-) en fonction de k,Q (ou ) et . Un calcul numrique est souhait pour = 2/3.

2. Conduction continue : On insre une self de lissage en srie avec linduit de la machine pour obtenir une

conduction continue avec un courant Id parfaitement liss (Q= L/R >>1). a) Tracer pour l'angle d'allumage =/3, la tension redresse ud ainsi que le courant de la source is. b) Exprimer en fonction de la valeur moyenne de la tension redresse et du courant redress ainsi que

la valeur efficace du courant de la source. Calculer le facteur de puissance de la source en fonction de . Un calcul numrique est souhait pour = /3.

Extrait de lEMD 1999, ENP.

Exercice 6 : Pour chacun des montages suivants, indiquez en justifiant votre rponse, la possibilit de fonctionnement en onduleur non autonome (assist). (MCC : Machine CC)

(a) (b) (c)

(d) (e) (f) Exercice 7 : Soit un pont mixte triphas dbitant dans un rcepteur R,L dont le rapport 1R/L >> .

1) Tracer londe de la tension redresse ud pour =/6 et =2/3. 2) Pour les mmes angles, donner la forme du courant secondaire. En dduire le facteur de puissance.

Comparer ce rsultat avec celui du montage tout thyristors.

DRL

Th2

id

ud

Th1

MCC

Th2

Th1

is

v

DRL

Th2

MCC Th1 Th2

Th1

v Th2

MCC

Th1 Th2

Th1

v

D2

MCC Th1 Th2

D1

v

Th2

Th1 Th2

Th1

v R,L

Th2

MCCTh1 D2

D1

v

Th2

Th1

v

Th2

Th1

V


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Exercice 8 : On considre le montage redresseur diodes de type double toile avec bobine dabsorption de la figure ci-contre. Ce redresseur est obtenu par mise en parallle de deux montages redresseurs commutation parallle simple, raliss partir dun transformateur triphas deux secondaires.

Les tensions dlivres par les secondaires du transformateur sont: )3

1)(jt(sinV=v mj (j=1 6)

1) Expliquer le rle de la bobine dabsorption. 2) Donner les squences de conduction des diodes et

tracer la forme donde de la tension redresse aux bornes de la charge. Donner sa valeur moyenne et calculer le facteur dondulation.

3) Sachant que le primaire est coupl en triangle et

en supposant un courant de charge Id constant : a) Donner la forme des courants dans les

enroulements secondaires, b) Donner la forme des courants ij1 et ij3 dans les

enroulements primaires et calculer leur valeur efficace.

c) Donner la forme du courant de ligne ip1 et calculer sa valeur efficace.

d) En dduire le facteur de puissance primaire.

4) Tracer la forme de la tension VL. Extrait de la synthse juin 2000, ENP.

Exercice 9 : Pour obtenir un redressement dordre 12, on associe en srie deux redresseurs commutation parallle et srie, aliments par un transformateur triphas primaire (de nombre de spires n1) coupl en toile, et deux secondaires dont lun (de nombre de spires n2) coupl en toile et lautre (de nombre de spires n2) coupl en triangle.

1) Quel serait le rapport n2/n2 pour que les tensions redresses partielles aient mme valeur ?

2) Tracer londe de tension redresse globale et calculer sa valeur moyenne. En dduire le facteur dondulation.

3) Pour une charge inductive (Q>>1), tracer la forme des courants traversant les deux secondaires. Calculer leur valeur efficace en fonction de Id. Quel est le facteur de puissance secondaire ?

4) Tracer la forme du courant primaire et calculer sa valeur efficace. En dduire le facteur de puissance primaire.

udId

VL

Id/2

Id/2


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Exercice 10 : Deux rseaux dlivrant des tensions sinusodales, triphases quilibres de frquence diffrentes, sont relis entre eux par lintermdiaire de deux ponts de Gratz thyristors (figure ci-dessous). On dsigne par V et V les valeurs efficaces des tensions simples, par f et f leurs frquences respectives, par et les angles damorage des thyristors des deux ponts. On suppose en outre que la self Ls est suffisamment leve pour que le courant Id soit constant.

1) Exprimer en fonction de V et (resp. V et ), la valeur moyenne de la tension redresse ud (resp. ud) la sortie du pont direct (resp. inverse). En dduire la relation reliant les grandeurs V,V, et .

Montrer quun pont doit ncessairement fonctionner en redresseur et lautre en onduleur. 2) Tracer pour chacun des ponts, pour =/6 et =2/3 les ondes :

- de tension redresse, - de courant traversant un thyristor, - de courant traversant une phase.

En dduire le dphasage entre la tension simple dune phase et le fondamental du courant traversant cette phase. Calculer la valeur efficace de ce courant en fonction de Id.

3) Pour un fonctionnement donn (V, V, Id, et fixs), calculer les puissances actives et ractives absorbes ou fournies par les deux rseaux. On indiquera pour chacun des deux rseaux si les puissances sont absorbes ou fournies.

.

Extrait de la synthse juin 1988, ENP

Ls

R S T

V,fudV,f

Pont inverse Id

udT S R

Pont direct


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Quelques rsultats importants: Exercice 3 :

V8.130U)c

94.0:AN)Q

(Expcos).sin(kcos).sin(kvrifie)b

4/)aV2

Ek)Qtan(a

d

exexex

ex

min

===

=

==

Exercice 4 :

exe).4

sin()4

sin(relationlavrifieavec

t]e)4

sin()4

t[sin(RVi:4/Si

t]e)4

sin(09.2)4

t[sin(RVi:4/Si)2

exex

ext

d

td

=

=>

+=

Exercice 5 :

83.0Fp:ANcos1.2FpetII)2

19rad331.0:AN]ek

cos)sin(kksincosln[.Q)1

ds

Qex

+

==

=+==

Exercice 8 :

955.03Fp2

I)n2

n()I()c6

I)n2

n(J)b)2

%7kV2

33U)1

d

1

2efp

d

1

2ef

md

====

==

Exercice 9 :

199.0)Fp()4

955.03)Fp()3

V6U)2

3nn

)1

prim

sec

md

2

2

===

=

=

Exercice 10 :

kVar61.38QkVar87.12QkW29.22PP)3

I6)I(;I32II;et)2

cosVcosVavec

cosV63UetcosV63U)1

dfondRdRR

dd

+=+========

===

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