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I MONTAGE REDRESSEUR A DEUX THYRISTORS ET TRANSFORMATEUR A POINT MILIEU.. 2

a ) Débit sur charge résistive : 2

1. Schéma : 2

2. Oscillogrammes : 2

3. Analyse de fonctionnement : 3

4. Grandeur caractéristique du montage : 3

b ) Débit sur charge active inductive : 4

1. Schéma : 4

2. Oscillogrammes : 4

3. Analyse de fonctionnement : 5

4. Grandeurs caractéristiques du montage : 6

5. Fonctionnement en redresseur commandé : 6

6. Fonctionnement en onduleur assisté : 7

II PONT MONOPHASE A QUATRE THYRISTORS : 7

1. Schéma : 7

2. Oscillogrammes : 8

3. Analyse de fonctionnement : 9

4. Grandeurs caractéristiques du montage : 10

III PONT MONOPHASE MIXTE : 10

1. Montage : 10

2. Oscillogrammes. 11

3. Analyse du fonctionnement 12

4. Grandeur caractéristique du montage. 13

IV MONTAGE AVEC DIODE DE ROUE LIBRE : 13

I MONTAGE REDRESSEUR A DEUX THYRISTORS ET TRANSFORMATEUR A POINT MILIEU

a ) Débit sur charge résistive :

1. Schéma :

2. Oscillogrammes :

3. Analyse de fonctionnement :

Point M référence des potentiels

0 < t < T/2

T/2 < t < T

v1 > 0 ; v2 < 0 0 < t < t0 vth1 = v1 > 0 ; vth2 = v2 < 0 Seul th1 est susceptible de conduire, mais comme on ne l’amorce pas, aucun thyristor ne conduit Þ i = 0 A ; u = 0 V. t1 < t < T/2 À l’instant t0, th1 est amorcé => vth1 = 0V ith1 = i > 0 ; ith2 = 0A th1 reste passant tant que l’intensité du courant imposée par la source est positive à l’instant t = T/2 le courant i s’annule et th1 se bloque de façon naturelle.

v1 < 0 ; v2 > 0 T/2 < t < t0 + T/2 vth2 = v2 > 0 ; vth1 = v1 < 0 ; Seul th2 est susceptible de conduire, mais comme on ne l’amorce pas, aucun thyristor ne conduit Þ i = 0 A ; u = 0 V. t0 + T/2 < t < T À l’instant t0 + T/2 th2 est amorcé => vth2 = 0V ith2 = i > 0 ; ith1 = 0A th2 reste passant tant que l’intensité du courant imposée par la source est positive à l’instant t = T le courant i s’annule et th2 se bloque de façon naturelle.

4. Grandeurs caractéristiques du montage :

a) Période :

La période de la tension et du courant est T’ = T/2, la fréquence f’ est donc le double de celle du réseau f' = 2f =100 H_Z.

b) Valeur moyenne de la tension aux bornes de la charge :

θ0 = wt0 < u >, en volts θ en radians (en degrés)

REMARQUE 1 : Cette valeur moyenne est réglable en agissant sur le retard angulaire θ₀

REMARQUE 2 : Pour θ₀ = 0, on retrouve la relation établie dans le cas du redressement double alternance non commandé

c) Intensité moyenne du courant dans la charge :

< i > en Ampère < u > en volts R en W

d) Intensité moyenne du courant dans un thyristor :

b ) Débit sur charge active inductive :

1. Schéma :

Hypothèse : L’inductance L est suffisante pour que le courant dans la charge soit parfaitement lissé quelque soit le retard à l’amorçage des thyristors, dans ces conditions i = I = cte.

2. Oscillogrammes :

3. Analyse de fonctionnement :

L’existence du courant i > 0 dans la charge implique toujours la conduction de l’un des thyristors. La mise en conduction de l’un des thyristors provoque le blocage simultané de l’autre.

Point M référence des potentiels.

v1 > 0 ; v2 < 0 ; i >0 Lorsque on amorce Th1 Þ le blocage de Th2 iTh1 = i = I ; u = v1 > 0 ; iTh2 = 0 v1 < 0 ; v2 > 0 ; i > 0 Th2 est susceptible de conduire mais on ne l’amorce pas, Th1 continue d’assurer la conduction puisque i > 0 iTh1 = i = I ; u = v1 < 0 ;	v1 < 0 ; v2 > 0 ; i >0 Lorsque on amorce Th2 Þ le blocage de Th1 iTh2 = i = I ; u = v2 > 0 ; iTh1 = 0 Il y a commutation de la branche 1 à la branche 2. v1 > 0 ; v2 < 0 ; i =0 Th1 est susceptible de conduire mais on ne l’amorce pas, Th2 continue d’assurer la conduction puisque i > 0 iTh2 = i = I ; u = v2 < 0 ;

REMARQUE : Le convertisseur réalise la conversion source de tension - source de courant

Les discontinuités des tensions sont assumées par l’inductance L.

4. Grandeurs caractéristiques du montage :

a.) Période :

La tension u est périodique, de période moitié de celle du réseau => fréquence double de celle du réseau : f ’ = 2 f = 100 Hz.

b) Valeur moyenne < u >

< u >, E, en volts θ0 en radians (en degrés)

c.) Puissance échangée :

5. Fonctionnement en redresseur commandé :

Charge : moteur à courant continu, l’intensité I est imposée par le moment du couple résistant et la fem E varie avec la valeur moyenne de la tension appliquée à l'induit:

Pour ce fonctionnement, E et donc < u > restent positives

cos θ₀ également Þ 0° < angle de retard < (pour θ₀ = => < u > = 0]

Lorsque θ₀ augmente, E de () à 0 (cas où <u> = R.I)

Pour θ₀ =, E et I sont nuls.

<P> >0 => le montage à 2 thyristors fonctionne bien en redresseur commandé puisque le réseau fournit de l’énergie au moteur et commande sa fém. Le montage permet d’obtenir un courant quasi continu en étant alimenté sous une tension sinusoïdale : le montage fonctionne en redresseur.

6. Fonctionnement en onduleur assisté :

Si cos θ₀ devient négatif, P le devient également et l’échange d’énergie aurait lieu dans le sens continu à alternatif.

< u > < 0 => E < 0 => un fonctionnement en génératrice de la machine.

Cas du freinage : le réseau récupère une partie de l’énergie.

Pour obtenir ce fonctionnement, il faut :

Ø que la fém E soit placée en série avec les redresseurs (voir schéma)

Ø que < u > puisse devenir < 0 donc θ₀ dépasse

Le montage permet d’obtenir une tension sinusoïdale à partir d’un courant quasi continu : le montage fonctionne en onduleur.

II PONT MONOPHASE A QUATRE THYRISTORS DÉBIT SUR CHARGE INDUCTIVE :

1. Schéma :

Hypothèses :

Tous les éléments parfaits

L suffisante pour que le courant dans la charge soit parfaitement lissé : i = I = cte

Le montage comporte :

deux thyristors à cathodes communes : th₁ et th₂

deux thyristors à anodes communes : th₃ et th₄.

L’amorçage de l’un des thyristors entraîne le blocage de celui qui lui est associé.

L’amorçage de Th₁ et Th₃. n’est théoriquement possible que lorsque v est positive, celui de th₂ et th₄ lorsque v est négative.

2. Oscillogrammes :

3. Analyse de fonctionnement :

Point B est la référence des potentiels 

v > 0 ; i >0 On amorce Th1 et Th3 pour Þ blocage de Th2 et Th4 iTh1 = iTh3 =i ; u = v > 0 ; iTh2 = iTh4 = 0 v < 0 ; i > 0 Th2 et Th4 sont susceptibles de conduire mais on ne les amorce pas : Th1 et Th3 continuent donc d’assurer la conduction puisque i > 0 iTh1 = iTh3 = i = I  ; u = v < 0 ; is = I	v < 0 ; i >0 On amorce Th2 et Th4 pour Þ blocage de Th1 et Th3 iTh2 = iTh4 = i  ; u = -v > 0 ; iTh1 = iTh3 = 0 Pour il y a commutation de la branche Th1 charge Th3 à la branche Th2 charge Th4. v > 0 ; i >0 Th1 et Th3 sont susceptibles de conduire mais on ne les amorce pas: Th2 et Th4 continuent donc d’assurer la conduction puisque i > 0 iTh2 = iTh4 = i = I  ; u = -v < 0 ; is = -I

4. Grandeurs caractéristiques du montage :

a) Période :

La tension u est périodique, de période T ’ moitié de celle du réseau.

b) Valeur moyenne de u :

c) Puissance échangée :

REMARQUE : Comme pour le montage précédent, le pont peut fonctionner en redresseur commandé ou en onduleur assisté selon les conditions d’utilisation.

III PONT MONOPHASE MIXTE :

1. Montage :

2. Oscillogrammes

3. Analyse du fonctionnement

v > 0 ; i >0 D2 s’amorce au passage par 0 de v, donc D1 se bloque Þ commutation de la branche D1 à la branche D2. Le thyristor Th2 reste passant car Th1 susceptible de conduire n'est pas amorcé. u = 0 iTh1 = id1 = 0 Þ iS = 0 C’est la phase de "roue libre".	v < 0 ; i >0 D1 s’amorce au passage par 0 de v, donc D2 se bloque Þ commutation de la branche D2 à la branche D1. Le thyristor Th1 reste passant car Th2 susceptible de conduire n'est pas amorcé. u = 0 id1 = iTh1 = I iTh2 = iD2 = 0 Þ iS = 0 C’est la phase de "roue libre".
D2 toujours passante. Pour Th1 est amorcé Þ Th2 se bloque. iTh1 = I Il y a commutation de la branche Th2 à la branche Th1. u = v > 0 iS = iTh1 = I	D1 toujours passante. Pour Th2 est amorcé Þ Th2 se bloque. iTh2 = I Il y a commutation de la branche Th1 à la branche Th2. u = -v > 0 iS = -iTh2 = I

4. Grandeurs caractéristiques du montage

a) Période :

La tension u est périodique, de période T’ moitié de celle du réseau.

b) Valeur moyenne de u :

REMARQUE : Le pont mixte n’est pas réversible. Le convertisseur ne peut fonctionner qu’en redresseur commandé en raison de la présence des diodes dans le montage.

IV MONTAGE AVEC DIODE DE ROUE LIBRE :

Lorsque la diode D est placée en // avec la charge, la tension u ne peut prendre de valeur < 0.

Lorsque la tension u devient < 0, le courant qui traverse la machine circule dans la diode D. C’est la phase de récupération d’énergie : la machine tournante joue le rôle de générateur jusqu’à l’amorçage suivant.

La tension u est représentée par une courbe identique à celle obtenue lorsque la charge est résistive ou par le pont mixte.

Valeur moyenne :

L’alimentation ne débite un courant que lorsque v > 0. Ainsi la puissance instantanée fournie par cette alimentation est toujours positive ce qui correspond à de meilleures conditions de fonctionnement (meilleur facteur de puissance.)

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