CHAPITRE 2 LES CONVERTISSEURS ALTERNATIFS/CONTINUS

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1 CHAPITRE 2 LES CONVERTISSEURS ALTERNATIFS/CONTINUS LES MONTAGES REDRESSEURS COMMANDÉS Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

2 2 LES CONVERTISSEURS ALTERNATIFS/CONTINUS 1-INTRODUCTION LES MONTAGES REDRESSEURS COMMANDÉ On effecue une modificaion imporane dans le commuaeur :le remplacemen des diodes par des hyrisors (remplacemen d inerrupeurs 2 segmens par des inerrupeurs 3 segmens à fermeure commandée) perme de moduler le ransfer d énergie de la source alernaive vers le récepeur coninu. Cee modificaion de commande du sysème appore non seulemen une souplesse complémenaire, mais elle perme aussi, sous ceraines condiions un ransfer d énergie en sens inverse. 2-REDRESSEMENT MONOPHASÉ SIMPLE ALTERNANCE L ongle d amorçage uilisé pour cee éude es Charge résisive Soi le monage de la figure (1) alimenan une charge résisive. Lhyrisor es supposée idéale. La ension délivrée par le ransformaeur es supposée sinusoïdale de pulsaion ω V e d ampliude maximale 2m V. Elle s exprime par : 2m sin( ) Figure 29 : monage redressemen commandé mono-alernance charge résisive a)-analyse de foncionnemen Le hyrisor es passan qu à parir du momen où l on envoie le signal de gâchee e à la condiion que la ension V AK soi posiive L amorçage s effecue avec un reard après chaque débu de période T Le signal de gâchee doi êre synchronisé avec celui de la ension V L angle pour s appelle l angle de reard à l amorçage. Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

3 on a V> pas d impulsion sur la gâchee donc TH es bloqué, alors ich, uch e Vh V pour on a V>,en envoie une impulsion de commande(couran d amorçage) donc TH devien conduceur, alors u V Ri, e V ch ch h b)-forme d onde des différenes grandeurs ich vch vh VTH Ig2 vg.5.5 Figure 3 : Forme d ondes simple alernance charge résisive c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran Valeur moyenne Valeur efficace 1 u chmoy sin( ) d (1 cos ) 2 2 sin 2 ucheff Tension inverse aux bornes du hyrisor TH 1 VTH 1 d)-conclusion L Inérê d un el disposiif, c es d obenir une ension e un couran de charge e par conséquen une puissance réglable Charge inducive La charge résisive es remplacée par une charge à caracère inducif composée d une résisance R e d une inducance L Figure 31 : Monage simple alernance charge inducive Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

4 a)-analyse de foncionnemen on a i, u e V V ch ch h pour amorçage de TH on a i don la soluion es ch V m sin( ) sin( ) e Z L 2 2 Q ; Z R L R di V e u Ri L d ch h ch ch Q On vérifie bien que i ( ) ch,donc le couran de charge coninue à circuler à ravers le hyrisor TH malgré que le poeniel de l anode devien négaif (pas de disconinuié de couran dans une charge inducive). ' 2 Pour c pour ' c.,on a donc TH se bloque e i, u e V V ch ch h b)-forme d onde des différenes grandeurs ich vch vh VTH θ Ig 2 Ig.5 π θ1 2π.5 θ Figure 32 : Forme d ondes simple alernance charge inducive Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

5 c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran Valeur moyenne Valeur efficace 1 u chmoy sin( ) d (cos cos ) 2 2 sin 2 sin 2 ucheff Tension inverse aux bornes du hyrisor TH 1 VTH 1 3- REDRESSEMENT MONOPHASÉ DOUBLE ALTERNANCE 3-1. Redresseur avec un ransformaeur à poin milieu Charge résisive Le poin milieu du secondaire du ransformaeur perme de disposer de deux ensions en opposiion de phase V1 sin( ) V2 V sin( ) m V1. Figure 33: Monage double alernance charge résisive a)-analyse de foncionnemen <θ<π V> Si T1 es bloqué alors VT1=V1 e i1= C es T1 qui es suscepible d êre amorcé à θ = (l angle d amorçage) T1 es amorcé. VT1= U=V1 i=i1=v1/r à θ = Π i passe par pour devenir négaif. T1 se bloque. Pour Π <θ<2π V2> C es T2 es suscepible d êre amorcé à θ = Π+ T2 es amorcé Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

6 b)-forme d onde des différenes grandeurs V VTH2 vch ax VTH2 V -2ax.5 Ig1 IG1 Ig2 IG2.5 α T/2 Figure 34 : Forme d ondes doubles alernance charge résisive c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran Valeur moyenne Valeur efficace 1 u chmoy sin( ) d (1 cos ) sin 2 ucheff Tension inverse aux bornes du hyrisor TH 1 VTH Charge inducive R,L On suppose que la conducion es coninue (débi ininerrompu) c'es-à-dire que le couran dans la charge ne s annule jamais Figure 35 : Monage double alernance charge inducive Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

7 a)-analyse de foncionnemen pour amorçé TH 2 bloqué d ' ou : V ch ( ) V sin( ) m V ( ) e i ( ) I ch c pour 2 TH 2 amorçé bloqué d ' ou : V ch ( ) V sin( ) m V ( ) 2V sin( ) e i ( ) I m ch c b)-forme d onde des différenes grandeurs V VTH2 vch ax VTH2 V -2ax.5 Ig1 IG1 Ig2 IG2.5 α T/2 Figure 36 : Forme d ondes doubles alernance charge inducive c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran Valeur moyenne Valeur efficace 1 2V m uchmoy sin( ) d (cos ) ucheff 2 Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

8 3-2-Redresseur avec pon de Graez ou hyrisor Charge inducive R,L Figure 37 : Monage pon de greiz charge inducive a)-forme d onde des différenes grandeurs V VTH2 UCH VTH2 V π.5 α 2π Figure 38 : Forme d ondes pon de greiz charge inducive 3-3-Redresseur avec pon de Graez mixe Il exise deux ypes de pon mixe :le pon mixe symérique e le pon mixe asymérique Pon mixe symérique Figure 39 : Schéma global d un pon mixe monophasé charge R-L. Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

9 a)-analyse de foncionnemen <θ< T1 es amorcé,d2 passane Vch=V <θ< + Phase de roue libre T1 rese amorcé, D2 bloquée,d1 devien passane + <θ<2 T2 es amorcé,d1 passane Vch=V <θ< Phase de roue libre T2 rese amorcé, D1 bloquée,d2 devien passane b)-forme d onde des différenes grandeurs UCH.5 D1 D2 D1 TH2 ID1 ID2 I ITH2 α π 2π Figure 4 : Forme d ondes doubles alernance charge résisive Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

10 3-3-2-Pon mixe asymérique Figure 41 : Schéma global d un pon mixe monophasé charge R-L. a)-analyse de foncionnemen <θ< T2 n es pas amorcé D1 bloqué, car V< T1 es amorcé,d2 passane donc Vch=V <θ< + Phase de roue libre T2 es encore bloqué D2 passane T1 devien bloqué, car D1 devien passane + <θ<2 T1 n es pas amorcé D2 bloqué, car V< T2 es amorcé,d1 passane Vch=V <θ< Phase de roue libre T1 es encore bloqué D1 passane T2 devien bloqué, car D2 devien passane Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

11 b)-forme d onde des différenes grandeurs UCH.5 D1 TH2 D1 TH2 D2 D2 ID1 ID2 I ITH2 α π 2π Figure 42: Forme d ondes doubles alernance charge résisive c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran Valeur moyenne Valeur efficace 1 u chmoy sin( ) d (1 cos ) u cheff sin Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

12 4- REDRESSEMENT TRIPHASÉ SIMPLE ALTERNANCE Rappel d hypohèses : on suppose que la charge es foremen inducive L T R couran de charge insananée comme éan égale a ça valeur moyenne pour qu on puisse considérer le on néglige les imperfecions du réseau amon, du ransformaeur e celle des redresseurs(hyrisors) i I cons an e ch 4-1- Monage P3 à cahode commune Considérons le monage de la figure suivane Figure 43: Monage P3 cahode commune charge inducive a)- Analyse élémenaire de foncionnemen Inervalles 5 ; ; ; 2 6 hyrisor en conducion Thyrisors bloqués Tension de charge Tension de V TH2 ;TH3 Uch=V1 V= TH2 ;TH3 Uch=V2 V=U12 TH3 TH2 ; Uch=V3 V=U13 Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

13 b)-forme d onde des différenes grandeurs pour un angle d amorçage = /6 V1 V2 V3 V1-V2 V1-V3 V2-V3 V2-V1 V3-V1 V3-V2 VTH U 12 U13 U23 U21 U31 U32 U12 U13 U23 U21 U31U32 V1 V2 V3 V TH2 TH3 TH3 Time D1 (s) TH2.5 I ITH2 ITH3 Figure 44: Forme d ondes P3 cahode commune charge inducive c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran Valeur moyenne de la ension de charge redressée On remarque que la ension de charge es périodique de période 5 3 V 6 m uchmoy sin( ) d 3 3 cos( ) Tension inverse aux bornes de la diode D 1 Valeurs des courans Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

14 V D1max 3. i1 moy, i1 eff 4-2- Monage P3 à anodes communes Considérons le monage de la figure suivane I I 3 3 Figure 45 : Monage P3 cahode commune charge inducive a)- Analyse élémenaire de foncionnemen Inervalles hyrisor en conducion Thyrisors bloqués Tension de charge Tension de V ; 2 7 ; ; 6 6 TH3 ;TH2 Uch=V3 V=U13 TH2 ;TH3 Uch=V1 V= TH2 ;TH3 Uch=V2 V=U12 Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

15 b)-forme d onde des différenes grandeurs V1 V2 V3 V1-V2 V1-V3 V2-V3 V3-V2 V2-V1 V3-V1 VTH U13 U23 U21 U31 U32 U12 U13 U23 U21 U31U32 V V1 V2 V3 V1 TH2 TH3 TH2Time D1(s) TH3.5 TH3 I ITH2 ITH3 Figure 46 : Forme d ondes P3 anode commune charge inducive c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran Valeur moyenne de la ension de charge redressée On remarque que la ension de charge es périodique de périodes u chmoy 3 3 cos( ) 2 Valeurs des courans i I I, i 3 3 1moy 1eff 2 3 La ension maximale inverse aux bornes de la V diode D 1 es donnée par D1max 3 Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

16 4-3- Monage PD3 Ce monage peu êre considéré comme résulan de l associaion d un monage à anodes communes e d un monage a cahodes communes On gardera les mêmes hypohèses que précédemmen c'es-à-dire que le redresseur ainsi que le ransformaeur son parfais e que la charge es foremen inducive. Figure 47 : Monage PD3 charge inducive a)- Analyse élémenaire de foncionnemen u ( ) u ( ) u ( ) ch MO NO Inervalles VMO VNO UCH ; 6 ; ; ; ; ; ;2 6 V3 V2 U32 V1 V2 U12 V1 V3 U13 V2 V3 U23 V2 V1 U21 V3 V1 U31 V3 V2 U32 Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere

17 b)-forme d onde des différenes grandeurs V1 V2 V3 V1-V2 V1-V3 V2-V3 V3-V1 V2-V1 V3-V2 VAC VCC V V1 V2 U21 U31 U32 U12 V3 V1 U13 U23 U21U31 U32 V TH2 TH3 TH2 TH3.6 TH4 TH5 TH6 D1 TH4 TH5 I ITH4 IS1 Figure 48 : Forme d ondes Monage PD3 charge inducive c)-grandeurs caracérisiques Tension e couran La ension de charge es formée par des porions de sinusoïdes e périodique de périodes 3 Valeur caracérisique Valeur moyenne de la ension de charge redressée u chmoy 3 3 cos( ) Valeurs des courans Couran moyen i s1moy Tension inverse aux bornes de la diode D1 V D1max 3 Couran efficace i s1eff I 2 3 Suppor de Élecronique de puissance I.S.E.T de Bizere