Redressement command monophas 1- Le thyristor. Symbole : Anode cathode gchette
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Proprits lectriques : Vak I Ig Vgk commande Ltat conducteur ou bloqu est en gnral dtermin par une lectronique de commande rfrence la cathode. I 3 1 Ih 2 Vrrm 0 Vdrm Vak Fonctionnement : - Si Vak0 sans courant pralable dans la gchette, le thyristor est bloqu (zone 2). - Si Vak>0 et quun courant Ig apparat (environ 100mA), la tension Vak seffondre et le
thyristor samorce (passage spontan de la zone 2 la zone 3). Ensuite si I>Ih, le courant de gchette Ig peut sannuler, la conduction entre anode et cathode persiste. Quand I0 et Vak = Vrrm avec Ig = 0 le thyristor samorce spontanment. - Si Vak>0 et dvak/dt >(dvak/dt)maxi donn par le constructeur, le thyristor samorce
spontanment. - Si Vak>0 et Ig>100mA, le thyristor samorce spontanment. Cest le fonctionnement
normal pour lutilisateur car il peut matriser lamorage par une commande lectronique. Condition de blocage dun thyristor : Si I
Ordre de grandeur des paramtres pour les thyristors du commerce: Vrrm = Vak de 50V 2000V. I de 100mA 2000A. Courant de gchette permettant lamorage de 10mA pour les thyristors sensibles 500mA pour les thyristors standards. (dvak/dt) maxi = 100V/s. (di/dt) maxi = 100A/s. Le temps de recouvrement tq = 100s pour les thyristors de redressement 2s pour les thyristors ultra-rapides. 2- Redressement command mono-alternance. Hypothses : thyristor parfait (vak = 0 en conduction, ih = 0). Vak i
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ig L u = Um sinwt v E u = vak + v v = E +Ldi/dt Lamorage ne peut se produire que si vak>E. Si vak>0 et ig = 10mA le thyristor samorce et Umsinwt = E +Ldi/dt. u Um E 0 wt v Um E E
0 wt i 0 wt ig 0 wt vak + 2+ 3+ 0 wt -Um-E De 0 le thyristor est bloqu et i = 0, u = E. A , vak>0 (car u>E), limpulsion sur la gchette amorce le thyristor. Umsinwt = E+Ldi/dt et i augmente. Il faut que limpulsion de commande persiste jusqu ce que i>ih. Quand i = 0 le thyristor se bloque et u = E. A + le thyristor ne samorce pas malgr limpulsion de commande car vak
3- Redresseur command deux sources. Hypothses : - thyristors parfaits (vak = 0 en conduction, ih = 0). - Linductance L est forte, londulation du courant i est ngligeable. i = I0. - La conduction est continue et le rgime est tabli. Vak1 i1 T1 ig1 u v
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E L i u Vak2 i2 T2 ig2 u Um E 0 wt v Um 0 wt i1 0 wt ig1=ig2 0 wt + 2+ 3+ vak1 2Um 0 wt -2Um Equations du circuit : 2u = vak1 - vak2 u = vak1 + v u = -vak2 - v i = i1 + i2 v = E + Ldi/dt
Justification des tracs : Soit wt=0 T2 conducteur. Alors v = -u , i2 = I0 , vak2 = 0 , vak1 = 2u . A wt = , vak1>0 avec une impulsion sur sa gchette T1 samorce. Alors T1 et T2 conduisent simultanment et court-circuitent les sources u. Mais le courant de court-circuit tend bloquer T2. De (+) T1 est conducteur et T2 est bloqu. Donc v = -u , i1 = I0 , i2 = 0 , vak1 = 0 , vak2 = -2u. A wt = (+), vak2>0 avec une impulsion sur sa gchette T2 samorce. Alors T1 et T2 conduisent simultanment et court-circuitent les sources u. Mais le courant de court-circuit tend bloquer T1. Etc. Observations : - Le courant appel sur les sources sinusodales u a une forme donde carre. - Tension moyenne en sortie = (1/)+ vdt = (2Um/)cos. - Rversibilit du convertisseur :
- Si 0
- Condition damorage au dmarrage et en conduction discontinue : Pour pouvoir amorcer les thyristors quand i = 0 il faut que vak soit positif et donc que E soit infrieur u = Um sin. Lapplication dun train dimpulsions (tel que ci-dessous) au lieu dune seule permet de rsoudre ce problme. ig
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0 2+ wt - En conduction discontinue les formes dondes deviennent : u Um E 0 wt v Um E 0 wt i 0 wt ig1=ig2 0 wt + 2+ 3+ Remarques propos de la conduction discontinue : En rgime tabli = 0, donc E = . Plus langle de conduction est faible, plus la valeur de E et de slvent. Avec Um > > (2Um/)cos. Limpulsion de commande ne produit lamorage que si Umcos > E. - Caractristiques lectriques en sortie du redresseur : Um < /2 0 Im I0 > /2 conduction conduction discontinue continue Pour un courant moyen plus faible que Im, la conduction est interrompue. La tension de sortie ne dpend plus de la seule variable de commande . Dans un systme asservi ceci pose souvent des problmes dinstabilit. On peut rduire Im en augmentant linductance de la charge L.
4- Redresseur command en pont de gratz tout thyristor. Hypothses : - Thyristors parfaits (vak = 0 en conduction, ih = 0). - Linductance L est forte, londulation du courant i est ngligeable. i = I0. - La conduction est continue et le rgime est tabli. I0 i1 i2 T1 v1 T2 v2 is L
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u v E T3 v3 T4 v4 i3 i4 u Um E 0 wt v Um 0 wt i1=i4 I0 0 wt is I0 0 wt
