~ = Les redresseurs se divisent en deux grands groupes : On classe les divers redresseurs en trois catégories : Les redresseurs semicommandés

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1 Le redressemen c'es la ransformaion de l'énergie élecrique alernaive du réseau en énergie coninue. Symbole : ~ = Les redresseurs se divisen en deux grands groupes : les redresseurs demi onde, à une alernance ou simple alernance les redresseurs pleine onde : à deux alernances, double alernance ou en pon Dans le cas de redressemen simple alernance, pour alimener la charge coninue, il fau insaller un redresseur en série avec chaque sorie d'alimenaion alernaive e raccorder la cahode de chaque disposiif à une connexion commune, le conduceur de reour de la charge éan le neure de l'alimenaion alernaive. Les redresseurs double alernance comporen deux redresseurs simple alernance en série, l'un alimenan la charge ( cahode commune ), l'aure ramenan le couran de charge ( anode commune ) sur l'alimenaion alernaive, ce qui élimine le neure de l'alimenaion alernaive.on uilise le erme double alernance parce que le couran dans chaque conduceur d'alimenaion alernaive es alernaif sans êre nécessairemen symérique On classe les divers redresseurs en rois caégories : Les redresseurs non commandés ( ou diodes ) Les redresseurs semicommandés ( mixes ) Les redresseurs oalemen commandés ( ou hyrisors ) M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 1 -

2 Les redresseurs non commandés ne comporen que des diodes, ils fournissen une ension moyenne de sorie fixe pour une ension alernaive d'alimenaion donnée. Les composans des redresseurs oalemen commandés son des hyrisors, on règle la ension moyenne ( coninue ) de charge en grandeur e en signe en commandan l'angle d'amorçage des hyrisors. Les redresseurs oalemen commandés son souven appelés des converisseurs bidirecionnels parce que la puissance peu circuler dans les deux sens enre l'alimenaion e la charge. Les redresseurs semi - commandés comporen des hyrisors e des diodes qui empêchen la ension aux bornes de la charge de s'inverser, mais permeen de régler la ension moyenne. Les redresseurs semi - commandés e les redresseurs non commandés son souven appelés des converisseurs unidirecionnels car ils permeen à la puissance de ne s'écouler que de l'alimenaion alernaive vers la charge coninue. SYNOPTIQUE D UNE CONVERSION ALTERNATIF - CONTINU LE REDRESSEMENT MONO - ALTERNANCE NON COMMANDE 1. Sur charge résisive : Schéma : La ension n apparaî aux bornes de la charge que si la ension de la source es posiive enrainan une ension posiive en sorie. Dès que la ension réseau es négaive, la diode es bloquée, la ension aux bornes de la charge e le couran son nuls. M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 2 -

3 L 'ampliude de la ension d'alimenaion es elle qu'en conducion la chue de ension dans la diode es négligeable.les emps de mise en conducion e de blocage de la diode n'éan que de quelques µs, on peu considérer qu'ils son nuls comparaivemen à la durée d'une alernance de l'alimenaion à 50 Hz. La valeur moyenne de la ension aux bornes de la charge vau UR moy = Vmax / π : La valeur efficace de la ension aux bornes de la charge vau : UR eff = Vmax / 2 Le faceur de forme : Durée de conducion de la diode : Fréquence de l'ondulaion en sorie : UR eff / UR moy = 1,57 T/2 50 Hz 2. Sur charge résisive e inducive : En élecroechnique les charges son souven combinées : résisives e inducives. Les élecroaimans ou les machines à couran coninu en son des exemples. Schéma : Le couran commence à circuler dès que la ension d'alimenaion devien posiive, mais l'inducance rearde la variaion du couran, le couran exise encore à la fin de l'alernance, la diode rese à l'éa passan e la charge voi la ension d'alimenaion négaive jusqu'à l'annulaion du couran. La ension moyenne du signal en sorie es inférieure à celle obenue sur charge résisive M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 3 -

4 2.1 Sur charge résisive, inducive e fcem : Exemple d une machine à couran coninu La conducion de la diode D n apparaî qu une fois que la ension de cahode es supérieure à celle de l anode, c es à dire v1()>= E, cee condiion correspond aux angles θa d allumage e θe d exincion.le couran croi à parir de θa e s annule au dela de θe en θ0. C es enre ces deux angles que la diode es en conducion forcée qui se radui par l appariion d une porion négaive de la ension v2. 3. Sur charge résisive, inducive e diode de roue libre : Schéma : M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 4 -

5 Duran l alernance posiive de la ension v1, la diode D es passane, si bien que D es bloquée. Dès que v1 s annule la diode D peu se bloquer car la diode D prend le relais de la conducion du couran ic dans la charge. D conduisan, la ension à ses bornes v2 es nulle. L énergie emmagasinée dans l inducance es dissipée dans la résisance R e le couran décroi e s annule en θ0. L annulaion du couran caracérise un foncionnemen en conducion disconinue.si l énergie es suffisane, le couran ne s annule pas, c es la conducion coninue. 1. Sur charge résisive : LE REDRESSEMENT MONO - ALTERNANCE COMMANDE schéma : Vak ic Soi ϕ l'angle de reard à l'amorçage du hyrisor, ϕ es compris enre 0 e 180, c'es à dire lors de la polarisaion en direc du hyrisor, enre 180 e 360, il n'es pas necessaire d'envoyer une impulsion sur la gachee du hyrisor, celui-ci éan en polarisaion inverse, donc bloqué. V1 UR En faisan varier l'angle de reard à l'amorçage, on fai varier la valeur moyenne de la ension aux bornes de la charge ainsi que la valeur efficace. La valeur moyenne de la ension aux bornes de la charge vau : UR moy = (Vmax /π ).( 1 + cos ϕ ) / 2 Durée de conducion du hyrisor : Fréquence de l'ondulaion en sorie : π - ϕ 50 Hz M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 5 -

6 2.Sur charge résisive e inducive : schéma : Vak ic V1 3. Le Sur couran charge commence résisive, à inducive circuler dès e diode que la de ension roue libre d'alimenaion : devien posiive e que le hyrisor es amorçé, mais l'inducance rearde la variaion du couran, le couran exise encore à la fin de l'alernance, le schéma hyrisor : rese à l'éa passan e la charge voi la ension d'alimenaion négaive jusqu'à l'annulaion du couran. La ension moyenne du signal en sorie es ic inférieure à celle obenue sur charge résisive Vak ic ih V1 Vak id π - ϕ M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 6 -

7 Durée de conducion du hyrisor : Durée de conducion de la diode de roue libre : De π à θ La diode de roue libre perme d éliminer la poine de ension négaive aux bornes de la charge. LE REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE NON COMMANDE 1. Sur charge résisive : ( pon de graez ) Schéma : D1 A B D4 D2 D3 U charge ic Tension e couran dans la charge Le schéma précéden représene la forme la plus simple du monage redresseur monophasé en pon.ce schéma es largemen uilisé dans les schémahèques d'élecronique, il es composé d un monage à anode commune ( D3, D4) e d un monage à cahode commune ( D1, D2 ). La valeur moyenne de la ension aux bornes de la charge vau : La valeur efficace de la ension aux bornes de la charge vau : Le faceur de forme : Durée de conducion de la diode : UR moy = 2 Vmax / π UR eff = Vmax / 2 UR eff / UR moy = 1,11 T/2 M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 7 -

8 Fréquence de l'ondulaion en sorie : Le faceur de forme : 100 Hz UR eff / UR moy = 1,11 2. Sur charge résisive e inducive : Schéma : UAB D1 D2 D4 D3 Tension e couran dans la charge La valeur moyenne de la ension aux bornes de la charge vau : La valeur efficace de la ension aux bornes de la charge vau : Le faceur de forme : Durée de conducion de la diode : Fréquence de l'ondulaion en sorie : Le faceur de forme : UR moy = 2 Vmax / π UR eff = Vmax / 2 UR eff / UR moy = 1,11 T/2 100 Hz UR eff / UR moy = 1,11 Dans ce monage, le couran dans la charge ne passe pas par zéro, on di que la cobducion es coninue. M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 8 -

9 LE REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE COMMANDE Généraliés : En monophasé, on disingue 4 pons redresseurs commandés : Pon mixe à cahodes communes Pon mixe à anodes communes Pon symérique mixe Pon hyrisors ou Les 3 premiers monages s appellen des pons mixes parce qu ils son composés de 2 diodes e de 2 hyrisors.le plus uilisé indusriellemen es le pon mixe à cahodes communes. Dans l éude qui va suivre, on considérera que la conducion es coninue au niveau de la charge, que l inducance de lissage du couran ic es suffisammen imporane pour négliger les ondulaions de couran en sorie. On appelera : ϕ : l angle d amorçage des différens hyrisors. π : la demi période de la ension d enrée 2π : la période de la ension d enrée ic : le couran dans la charge ih : le couran dans un hyrisor id : le couran dans une diode i : le couran provenan du réseau Vh : la ension aux bornes d un hyrisor Vd : la ension aux bornes d une diode M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET - 9 -

10 1. Pon mixe à cahodes communes : Vh1 Vd1 i La valeur moyenne de la ension aux bornes de la charge vau : moy = (2.Vmax /π ).( 1 + cos ϕ ) / 2 Durée de conducion d une diode : Durée de conducion d un hyrisor : ϕ π - ϕ Fréquence de la ension de sorie : 100 Hz Si l angle d amorçage es nul alors : moy = 2.Vmax /π Si l angle d amorçage es maxi alors : moy = 0 M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET

11 Si l angle d amorçage es égal à π/2 alors : moy = Vmax /π Courbe moy = f ( ϕ ) moy Quel que soi l angle d amorçage ϕ, la ension moyenne en sorie sera oujours posiive. Le pon mixe foncionne dans le quadran 1. ϕ 2. Pon mixe à symérique : Vh1 Vd1 i Durée de conducion d une diode : M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET

12 Durée de conducion d un hyrisor : 3. Pon ou hyrisors : Vh1 Vh2 i La valeur moyenne de la ension aux bornes de la charge vau : moy = (2.Vmax /π ). cos ϕ Durée de conducion d un hyrisor : π Fréquence de la ension de sorie : 100 Hz Si l angle d amorçage es nul alors : moy = 2.Vmax /π Si l angle d amorçage es maxi alors : moy = - 2.Vmax /π Si l angle d amorçage es égal à π/2 alors : moy = 0 M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET

13 Allure de pour ϕ = π / 2 : Allure de pour ϕ = 3π / 2 : En foncion de l angle d amorçage ϕ la ension moyenne peu varier de 2.Vmax /π à - 2.Vmax /π Courbe moy = f ( ϕ ) moy 0 π/2 π ϕ moy > 0 moy < 0 Pc =.Ic >0 Pc =.Ic <0 La charge absorbe de la La charge fourni de la puissance. puissance. L énergie va du réseau L énergie va de la charge vers la charge. vers le réseau Enrainemen Le pon foncionne en M. ALLAMAND Le pon foncionne en LP. ALFRED DE MUSSET redresseur dans le quadran 1 onduleur dans le quadran 4 des machines à couran coninu en viesse variable.

14 La machine foncionne en moeur La machine foncionne en généraeur Foncionnemen en 4 quadrans : Service à 1 quadran : Les enrainemens à 1 quadran ne son adapés qu au service moeur ( quadran 1 e/ou 3 ).Si les 2 sens de roaion son necessaires, sans freinage, on réalise l arrê du moeur puis une inversion de polarié de l indui. Service à 2 quadrans : Les enrainemens à 2 quadrans ravaillen dans les quadrans 1 e 4 ou 3 e 2. Le moeur a 2 sens de marche e un seul sens de couple. Service à 4 quadrans : Ce ype d appareil ravaille avec 2 sens de couple e 2 sens de marche. M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET

15 M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET

16 M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET

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