TD Transformateurs

ETUDE D’UN PONT REDRESSEUR TRIPHASE – DIMENSIONNEMENT D’UN FILTRE HARMONIQUE
PASSIF
OBJECTIFS
-
Etudes des formes d’onde d’un pont redresseur en fonction des paramètres le
constituant ;
Dimensionnement d’un filtre harmonique passif en entrée du pont
Le système considéré est un réseau de bord aéronautique alimenté en 115 V entre phases et
400 Hz. Les paramètres électriques sont décrits sur la figure ci-dessous. Toutes les
simulations seront effectuées à l’aide du logiciel PSIM.
1ERE PARTIE : ETUDE D’UN PONT REDRESSEUR TRIPHASE
On se propose dans un premier temps d’étudier les formes d’onde du pont redresseur seul
(sans filtrage côté AC).
Faire le schéma sous PSIM (les composants se trouvent dans l’onglet Elements)
La simulation est lancée en cliquant sur l’icône « Run simulation ». Les évolutions
temporelles des différentes grandeurs pourront être affichées en cliquant sur l’icône « Run
SIMVIEW ».
On pourra faire varier la capacité de sortie côté DC et l’inductance côté AC. Relever les
différents modes de fonctionnement du redresseur et l’influence de ces paramètres sur la
tension de sortie et le courant d’entrée (conduction continue, temps d’empiètement, …).
2EME PARTIE : DIMENSIONNEMENT D’UN FILTRE HARMONIQUE
L’étude va consister à dimensionner un filtre passif placé côté AC de manière à respecter le
cahier des charges suivant :
- chute de tension entre la source et la charge limitée à 10%,
- les harmoniques 3, 5 et 7 ne doivent pas dépasser 2% du fondamental,
- le courant dévié dans le filtre sera minimal,
- la compensation d’énergie réactive sera totale entre l’impédance de lissage et
l’impédance du filtre.
ENSE3
IEE – 3ème année – S2ET
2012-2013
La fréquence de filtrage pourra être calée sur l’harmonique 5.
Le plan de travail est le suivant :
1) Avec le réseau initial (sans présence de filtre), calculer le THD (voir annexe) et le
facteur de puissance en amont du redresseur et la chute de tension entre la source
AC et l’entrée du pont redresseur.
2)
3) Dimensionner une inductance de lissage (évoluant entre 10 H et 470 H) placée en
entrée du pont redresseur. Analyser pour différentes valeurs de cette inductance :
a. Son influence sur les formes d’onde
b. Le calcul du THD
c. Le facteur de puissance
d. La chute de tension à ses bornes
e. La puissance réactive consommée par le réseau
4) Dimensionner analytiquement un filtre passif (RLC) placé en parallèle entre
l’inductance de lissage et l’entrée du pont redresseur pour respecter au mieux le
cahier des charges initial. Analyser les formes d’onde et vérifier le bon
fonctionnement du filtre à l’aide de PSIM. On pourra ainsi comparer les solutions :
a. redresseur avec inductance de lissage
b. redresseur avec inductance de lissage et filtre (RLC).
Annexe
Définition du THD (Total Harmonic Distorsion)
 Ek

THD 
E
k 2  1
N




2
où :
E est la grandeur dont on cherche à calculer le THD (courant ou tension)
Ek est la valeur efficace de l’harmonique k de E
E1 est la valeur efficace du fondamental de E
N est le nombre maximal d’harmoniques (en principe infini)
Définition du facteur de puissance (en présence d’harmoniques en courant)
FP 
cos  fond
1  THD 2
où  fond correspond au déphasage entre la tension et le fondamental du courant.
ENSE3
IEE – 3ème année – S2ET
2012-2013