Laboratoire no. 9
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1 GEL-15216 Électrotechnique Laboratoire no. 9 REDRESSEUR À THYRISTORS 1. Objectifs • Étudier le fonctionnement et les caractéristiques d’un montage redresseur à thyristors. 2. Description des travaux Dans ce laboratoire, les montages sont réalisés à l’aide des diodes et des thyristors contenues dans un module de puissance (voir l’annexe Lab 8). Le circuit d’allumage des thyristors est réalisé à l’aide d’un module de commande (voir l’annexe). Les simulations sont réalisées avec le Power System Blockset de Simulink ou avec PSpice. 2.1 Redresseur monophasé double alternance 2.1.1 Charge résistive Préparation icc is vT1 + T1 vT3 iT1 + T3 iT3 + + vcc vs 120 V 60 Hz R = 30 Ω T4 T6 • Tracer théoriquement les formes d’onde des tensions vcc, vT1 et celles des courants is, iT1 et icc pour α = 60°. • Calculer théoriquement la valeur moyenne de la tension vcc pour α = 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°. Tracer la valeur moyenne de la tension vcc en fonction de l’angle d’amorçage α. Expérience Réaliser le montage montré dans la figure ci-dessous. • Observer les formes d’onde des tensions v cc, vT1 et celles des courants is, iT1 et icc pour α = 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°. Relever ces formes d’onde pour le cas de α = 60° seulement. Comparer aux résultats théoriques. • Mesurer la valeur moyenne de v cc pour α = 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°. Tracer la valeur moyenne de vcc en fonction de α. Comparer aux résultats théoriques. 2 GEL-15216 Électrotechnique iT1 icc 1 2 3 A B C 4 5 6 vT1 + vcc 120 V / 120 V i s T 30 Ω - + ip R iT4 120 V 60 Hz A B C 10A 10A 10A G 1 2 4 5 K G 3 6 K G K Position M1 Synchronisation réseau A Thyristor SA M2 M1 M3 1 B 2 5 0 +15 V 0 0 +5 V 10 G K K 4 -15 V 2 3 3 Alimentations 5 1 RAZ G G C Amorçage Position 2 POT K 6 G G G K K K 2.2.2 Charge inductive Préparation icc is vT1 + T1 vT3 iT1 + T3 iT3 + + L = 160 mH vcc vs R = 60 Ω 120 V 60 Hz T4 T6 Charge • Simuler le montage utilisant le PSB ou PSpice. À partir des résultats de simulation, tracer les formes d’onde des tensions vcc, vT1 et celles des courants is, iT1 et icc pour α = 60°. • Tracer la valeur moyenne de la tension vcc en fonction de l’angle d’amorçage α. • À l’aide de la simulation, déterminer l’angle d’amorçage αc pour lequel le courant icc commence à être discontinu. 3 GEL-15216 Électrotechnique Expérience Réaliser le montage suivant: icc iT1 + 1 vT1 2 3 B C 120 V 60 Hz 5 4 120 V / 120 V i s T B C 160 mH vcc + vR 6 iT4 A L - + A ip + vL 10A G 1 2 4 5 K G 3 6 K G K Position M1 Synchronisation réseau A Thyristor SA B M3 1 2 G K K 5 -15 V 0 +15 V 0 +5 V 2 3 3 G K Position 2 POT Alimentations 5 1 RAZ G 4 C Amorçage M2 M1 60 Ω - - 10A 10A R 0 10 6 G G G K K K • Observer les formes d’onde des tensions v cc, vT1 et celles des courants ip, is, iT1 et icc pour α = 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°. Relever ces formes d’onde pour le cas de α = 60°. Comparer aux résultats de simulation. • Mesurer la valeur moyenne de vcc pour α = 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°. Tracer la valeur moyenne de vcc en fonction de α. Comparer aux résultats de simulation. • Afficher sur l’oscilloscope les deux courants iT1 et iT3 afin d’observer la commutation des thyristors T1 et T3 (pour α = 30°). Déterminer l’angle de commutation. Estimer l’inductance de fuite du transformateur. • Faire varier lentement α à partir de 0° tout en observant le courant icc. Déterminer l’angle αc pour lequel le courant icc commence à être discontinu (angle critique). 4 GEL-15216 Électrotechnique Annexe Module de commande Le module de commande contient: - le circuit de synchronisation - le générateur d’impulsions d’amorçage des thyristors - le sélecteur du signal de commande - les alimentations (+5V, +15V, -15V) Sortie (synchro VAC) Sélecteur de mode Synchronisation réseau A Thyristor SA B M3 1 2 Vers les bornes G et K des thyristors 5 0 +15 V 0 0 +5 V 10 G K K -15 V 2 3 3 Alimentations 5 1 RAZ G G 4 C Amorçage M2 M1 Tensions de synchronisation Sélecteur de signal de commande 1: signal analogique (connecteur BNC) 2. potentiomètre (bouton à droite) 3. signal numérique 8 bits (connecteur DB-25) K 6 G G G K K K Connecteur DB-15 (Vers G-K des thyristors)
