CHAPITRE 1 LES CONVERTISSEURS ALTERNATIFS/CONTINUS

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1 CHAPITRE ES CONERTISSEURS ATERNATIFS/CONTINUS ES MONTAGES REDRESSEURS NON COMMANDÉS Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

2 ES CONERTISSEURS ATERNATIFS/CONTINUS -INTRODUCTION ES MONTAGES REDRESSEURS NON COMMANDÉS e redressemen perme d obenr un couran undreconnel à parr d une source alernave, prncpalemen monophasée ou rphasée. es redresseurs son du ype smple alernance ou double alernance. es monages redresseurs son parfos classés en ros ypes : à commuaon parallèle repérée par la lere P, à commuaon parallèle double repérée par les leres PD, à commuaon sére repérée par la lere S. ndcaon du ype es suve du nombre de phases. - REDRESSEMENT MONOPHASÉ SIMPE ATERNANCE -- Charge réssve So le monage de la fgure () almenan une charge réssve. a dode es supposée déale. a enson délvrée par le ransformaeur es supposée snusoïdale de pulsaon ω e d amplude maxmale m. Elle s exprme par : m sn( ) Fgure : Monage smple alernance charge réssve : a) -Analyse de fonconnemen ch ( ) ( ) m sn( ) Pour < θ < D conducrce Pour < θ < D blouée ch( ) ch ch ( ) ch R Pendan le emps de blocage, la enson aux bornes de la dode es négave. a dode do ans supporer en nverse une enson don la valeur maxmale es m Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

3 b)-forme d onde des dfférenes grandeurs CH D - - ICH Fgure : Forme d ondes smple alernance charge réssve c)-grandeurs caracérsues Tenson e couran chmoy chmoy R eff eff R Tenson maxmale supporée par la dode : Dmax d)- Faceur de forme. e faceur de forme es par défnon F e)- Faceur d ondulaon. e faceur d ondulaon es défn par : ( max mn ) eff moy moy -- Charge nducve a charge réssve es remplacée par une charge à caracère nducf composée d une réssance R e d une nducance Fgure : Monage smple alernance charge nducve Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

4 a)-analyse de fonconnemen S la dode D es blouée ce u enraîne ue le couran raversan la dode es nul ch =. a enson aux bornes de la charge es alors nulle dch ch Rch d e la enson aux bornes de la dode es : () a dode deven conducrce à θ = lorsue end à devenr posve a dode éan supposée déale d =. ch ch Rch d m sn( ) d e couran dans la charge es la somme d une composane lbre chl caracérsan le régme ransore e d une composane forcée chf ch chl chf a composane chl dch ch Rch d es soluon de l éuaon sans second membre ch ke R a composane chf es soluon de l éuaon sans second membre ch ch Rch d m sn( ) d a soluon générale es alors : avec I R chm chm ( R ( ) I ke I sn( ) ch chm d caracérsan le régme permanen. g( ) R es consanes son déermnées à parr des condons nales. En effe à =, le couran dans la charge es nul (I ch =) ce u perme de dédure la consane K, K= e couran ch se ramène alors à R I sn( ) chm I I e sn( ) I sn( ) ch ch chm Pour,D es blouée. e couran de charge es nul ch = Plus ue le récepeur es nducf plus on augmene le emps de conducon de la dode.a enson moyenne dans cee suaon vau : m ( cos ) Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

5 b)-forme d onde des dfférenes grandeurs - CH θ D ICH Fgure 4 : Forme d ondes smple alernance charge nducve -- Charge nducve avec roue lbre Ce dsposf perme de rédure l ondulaon du couran dans le récepeur e perme un régme de conducon connu s la charge es foremen nducve. Pour cela on shune le récepeur par une dode de reour. Fgure 5 : Monage smple alernance charge nducve avec roue lbre a)-analyse de fonconnemen Deux régmes ransores son à éuder : Pour T es posve, la dode D condu e la dode D es blouée. dch Rch m sn( ) d R m m ch chl chf sn( ) I sn( ) e Une soluon avec condon nale (=, I O = ) sera : Z Z T T Pour es négave, la dode D condu e la dode D e blouée le récepeur es cour-crcué par dch Rch la dode de roue lbre D. d. T T ch ( ) I p Une soluon parculère avec la condon nale I () I e ch p T R ( ) Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

6 A la fn de la pérode ch do rerouver la valeur nale I T R( ) Ich() I Ie On en dédu le couran I e le couran a l nsan T/ I TR TR m e sn( ) e TR Z e I p Z m e sn( ) e TR TR b)-forme d onde des dfférenes grandeurs CH D D 4 ID ID ICH Fgure 6 : Forme d ondes smple alernance charge nducve avec roue lbre -REDRESSEMENT MONOPHASÉ DOUBE ATERNANCE --Redresseur avec un ransformaeur à pon mleu --- Charge réssve e pon mleu du secondare du ransformaeur perme de dsposer de deux ensons en opposon de phase m sn( ) sn( ) m. Fgure 7 : Monage double alernance charge réssve Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

7 a)-analyse de fonconnemen a dode conducrce es celle don le poenel d anode le plus posf, l aure dode son auomauemen bloués. S >, alors D condu e D blouée =>ch=e D=, S >, alors D condu e D blouée =>ch=e D= b)-forme d onde des dfférenes grandeurs max 4 CH ICH max -4 D D Fgure 8 : Forme d ondes doubles alernance charge réssve c)-grandeurs caracérsues Tenson e couran aleurs moyennes du couran e de enson de charge --- Charge nducf R, On suppose ue la conducon es connue (déb nnerrompu) c'es-à-dre ue le couran dans la charge ne s annule jamas chmoy m, I chmoy m R a)-analyse de fonconnemen Fgure 9 : Monage double alernance charge nducve Pour on a D passane e D bloué ch =, l éuaon dfférenelle rége par ce sysème es donné par : dch Rch m sn( ) d ch( ) sn( ) ( I sn ) e Z Z R m m avec () ch I Don la soluon es Pour,le couran de charge do rerouver sa valeur c'es-à-dre ue d où en rouve Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

8 m e I sn l expresson du I Z : e R R Il ven ue ch( ) sn( ) sn ) e Z Z R m m Pour on a D passane e D blouée ch =, expresson du couran de charge ne change pas, mas elle sera décalée de b)-forme d onde des dfférenes grandeurs max CH ICH D D Fgure : Forme d ondes doubles alernance charge nducve --Redresseur avec pon de Graez --- Charge nducve R, Fgure : Monage pon de graez charge nducve a)-forme d onde des dfférenes grandeurs max CH ICH - -max - D Fgure : Forme d ondes pon de graez charge nducve Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

9 4- REDRESSEMENT TRIPHASÉ SIMPE ATERNANCE 4-- Inroducon Dans la pare précédene, nous avons éudé l alernaf snusoïdal monophasé. a dsrbuon d énerge se fasa par une lgne bflare comprenan une phase e un neure. a dsrbuon rphasée se fa avec ros fls de phase, un neure e un conduceur de proecon. ulsaon du rphasé à la place du monophasé se jusfe par une masse de conduceurs plus fables à pussance ransporée égale une pussance flucuane nulle la producon de mouvemen de roaon plus smple la ransformaon AC - DC es plus performan. Alors ue le monophasé conven ben pour les pussances relavemen fables, le rphasé s mpose pour les sysèmes ndusrels «pussans». 4-- es ros ypes de monages redresseurs Pour obenr une enson connue, on redresse ros ensons alernaves, d'ordnare supposées snusoïdales e forman un sysème rphasé éulbré. Ces ensons peuven êre les ensons fournes par le réseau rphasé, d'ordnare par l'nermédare d'un ransformaeur ou aux bornes d'un alernaeur. Dans un sysème rphasé éulbré à successons dreces, les ensons,, passen par leur maxmum successvemen dans ce ordre. 4 m sn( ) m sn( ) m sn( ) On dsngue ros ypes de monages :. P : monages avec source en éole e un seuls commuaeur ou redresseur "smple alernance" appelé auss les monages parallèles.. PD : monages avec source en éole e deux commuaeurs ou redresseurs "en pon" avec source éolée appelés auss les monages parallèles doubles S : monages avec source en rangle e deux commuaeurs ou redresseurs "en pon" avec source en rangle. Ces ros monages son le plus communémen ulsés pour le redressemen de ensons rphasées. Remarues: es monages de ype S ne seron pas éudés dans ce, car éude généralemen es compluée ue celle des monages PD. Hypohèses : on suppose ue la charge es foremen nducve T R couran de charge nsananée comme éan égale a ca valeur moyenne pour u on pusse consdérer le I cons an e on néglge les mperfecons du réseau amon, du ransformaeur e celle des redresseurs(dodes) ch Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

10 4-- Monage P à cahode commune Consdérons le monage de la fgure suvane Fgure : Monage P cahode commune charge nducve a)- Analyse élémenare de fonconnemen On se place en régme permanen a dode conducrce es celle don le poenel d anode le plus posf, les aures dodes son auomauemen bloués a enson de charge es donnée par u ( ch ) sup(,, ), alors ue la enson de la dode D es donnée par D uch ( ) Inervalles Dode en Tenson de Dodes blouées conducon charge Tenson de D D D D Uch= D= D D D Uch= D=U D D D Uch= D=U Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

11 b)-forme d onde des dfférenes grandeurs vch vd U U U U UU U U U U UU CH D D D D D D.5 D Tme D (s) D ID ID ID ICH Fgure 4: Forme d ondes P cahode commune charge nducve c)-grandeurs caracérsues Tenson e couran aleur moyenne de la enson de charge redressée On remarue ue la enson de charge es pérodue de pérode 5 6 m uchmoy m sn( ) d 6 u cheff m sn 4 Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

12 Tenson nverse aux bornes de la dode D Dmax m. aleurs des courans I I, 4-4- Monage P à anodes communes Consdérons le monage de la fgure suvane Fgure 5 : Monage P cahode commune charge nducve a)- Analyse élémenare de fonconnemen On se place en régme permanen a dode conducrce es celle don le poenel de la cahode le plus négaf,les aures dodes son auomauemen bloués u a enson de charge es donnée par ( ch ) nf(,, ),alors ue la enson de la dode D es donnée par D u ( ) ch Dode en Tenson de Inervalles Dodes blouées Tenson de D conducon charge D D D Uch= D=U D Uch= D=U D D D Uch= D= D D D Uch= D=U Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

13 b)-forme d onde des dfférenes grandeurs vch vd U U U U UU U U U U U U D CH D D D D D.5 D D D D ID ID ID ICH Fgure 6 : Forme d ondes P anode commune charge nducve c)-grandeurs caracérsues Tenson e couran aleur moyenne de la enson de charge redressée On remarue ue la enson de charge es pérodue de pérodes u chmoy m ucheff m sn 4 Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

14 a enson maxmale nverse aux bornes de la dode D es donnée par D max m aleurs des courans I I, 4-5- Monage PD Ce monage peu êre consdéré comme résulan de l assocaon d un monage à anodes communes e d un monage a cahodes communes On gardera les mêmes hypohèses ue précédemmen c'es-à-dre ue le redresseur ans ue le ransformaeur son parfas e ue la charge es foremen nducve. * Fgure 7 : Monage PD charge nducve a)- Analyse élémenare de fonconnemen u ( ) u ( ) u ( ) ch MO NO Inervalles MO NO UCH U U U U U U U Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

15 b)-forme d onde des dfférenes grandeurs vch vd vmo vno CH U U U U U U U U U U U U MO NO D D D D D D D D D.5 D5 D6 D6 D4 D4 D5 D5 D6 D6 D4 D4 D5 D5 D6 ID ID4 IS Fgure 8: Forme d ondes Monage PD charge nducve c)-grandeurs caracérsues Tenson e couran a enson de charge es formée par des porons de snusoïdes e pérodue de pérodes aleur caracérsue aleur moyenne de la enson de charge redressée u chmoy m aleur effcace de la enson de charge redressée u cheff m 6 sn 4 6 Suppor de Élecronue de pussance - - I.S.E.T de Bzere

16 Tenson nverse aux bornes de la dode D D max m aleurs des courans des enroulemens secondares du ransformaeur. Couran moyen smoy 4-6- Monage polyphasé Couran effcace Pour obenr une enson connue, on redresse un ensemble de ensons alernaves snusoïdales formen un sysème polyphasé éulbré.ces enson son fournes par le réseau rphasé par l nermédare d un ransformaeur les monages a commuaon parallèle P So le monage redresseur à dodes de horde n, almener par un sysème phases. seff I es ensons (,,, ) s ecrve d une façon générale n( ) msn( ( n ) avec n, a enson de charge es donnée par u ( ) sup(,,,... ) ch aleur Caracérsues aleur moyenne u chmoy m sn avec aleur effcace sn ucheff m 4 aleurs des courans Couran effcace D I Couran moyen D I les monages à commuaon parallèles double P Ces monages son conçus pour redresser enson éolée à l ade de redresseurs aleur caracérsue aleur moyenne e valeur effcace de la enson de charge redressée u chmoy m sn ucheff m sn avec 4 Couran effcace D I Couran moyen D I aleurs des courans des enroulemens secondares du ransformaeur seff I Suppor de Élecronue de pussance I.S.E.T de Bzere

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