Redressement commandé

Redressement commandé
Terminale STI
Redressement commandé
1. Présentation
Le redressement est la conversion d'une tension alternative en une tension continue.
Lorsqu’il est commandé, la tension moyenne de sortie est réglable.
Symbole synoptique :
2. Composant : le thyristor
2.1. Le thyristor
Le thyristor est un dipôle passif polarisé.
En électrotechnique le thyristor est équivalent à un interrupteur unidirectionnel à
fermeture commandée et à ouverture naturelle.
La fermeture est assurée par une impulsion de courant sur la gachette du composant.
Symbole :
iAK
iG
A
vAK
K
A : anode
Aspect
K : cathode
G : gachette (commande)
:
il comporte 3 broches.
Il faut se référer aux catalogues des
fabricants pour connaître l’ordre du
brochage.
2.2. Fonctionnement du thyristor
Pour amorcer le thyristor
Il faut :
- que la tension vAK soit positive ;
- une impulsion de courant sur la gachette.
Le thyristor se comporte alors comme un interrupteur fermé :
Pour bloquer le thyristor
Il faut :
- que le courant iAK s’annule.
Le thyristor se comporte alors comme un interrupteur ouvert :
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3. Principe de fonctionnement
3.1. Angle de retard à l’amorçage
L’instant où l’on envoie l’impulsion de gachette par rapport au début de chaque demipériode s’appelle le retard à l’amorçage.
Ce retard peut-être réglé, ce qui permet de faire varier la valeur moyenne de la tension
de sortie.
v (V)
v (V)
t
t
0
T
2
T
0
2T
T
2
T
2T
T
2T
iG
iG
t
t
0
T
2
t0
T
t0
0
2T
t0
t0
t0
T
2
t0
t0
t0
t0
Ce retard peut être traduit en angle : c’est l’angle de retard à l’amorçage
Remarque :
On associe souvent une échelle angulaire
à une échelle temporelle
t
0
0
t0
T
2
T/2 + t0
α
π
π+α
T
2π
T + t0
θ=ωτ
2π+α
3.2. Redressement commandé mono-alternance
iG
Montage :
A
K
Loi des mailles :
i
vAK
v
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u R
Loi d’Ohm :
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On décompose le fonctionnement du montage sur la durée d’une période.
De t = 0 à t = t0
Le thyristor est
car
Le courant i =
Donc la tension u =
Et vAK =
A t = t0
vAK est
et l’impulsion de gachette est envoyée.
Le thyristor devient
De t = t0 à t = T/2
Le thyristor est
Donc vAK =
Et u =
Et i =
A t = T/2
u=
Donct i =
Le thyristor se
vAK =
vAK est
De t = T/2 à t = T
vAK est
le thyristor reste donc
même si l’on envoie une impulsion de gachette.
Donct i =
Et u =
vAK =
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3.3. chronogrammes
v (V)
t
0
T
2
T
vAK
t
t0
0
T
2
T
T
2
T
i (A)
R
t
0
t0
u (V)
t
0
T
2
t0
T
iG
t
0
t0
α
0
T
2
T
π
2π
θ=ωτ
2π+α
Etat du thyristor
t
T
2
0
T
2T
4. Montage avec un transformateur à point milieu
4.1. Transformateur à point milieu
Le transformateur à point milieu comporte un enroulement primaire et deux enroulements
secondaires ayant une borne commune.
Caractéristiques des tensions secondaires :
v1
v1
v1
t
0
v
T
2
T
v2
v2
v2
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t
0
T
2
T
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4.2. Principe de fonctionnement
Le redressement avec un transformateur à point mileu est équivalent à deux montages
de redressement monoalternance supperposés.
iG1
T1
Montage :
vT1
u
v1
v
R
iG1
i2
T2
i1
i
vT2
v2
T1
i1
u2
iG2
R
vT1
u1
v1
R
i
T2
Loi des mailles :
Loi des mailles :
Chronogrammes :
Chronogrammes :
v1
i
vT2
v2
i2
iG2
v2
t
0
T
2
t
0
T
u1 (V)
T
2
T
u2 (V)
t
0
iG1
T
2
t
0
T
T
2
T
T
2
T
iG2
t
0
t0
T
2
t
0
T
u (V)
t
0
T
2
iG1
T
iG2
t
t0
0
T
2
T
thyristor passant
t
0
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T
2
T
2T
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4.3. Valeur moyenne de la tension redressée
Redressement avec un transformateur à point milieu débitant sur une charge résitive.
T1
iG1
i1
u (V)
vT1
u
v1
v
R
i
t
vT2
v2
T2
0
T
2
T
i2
iG2
4.4. Variation de α
α=0
u (V)
t
0
T
2
T
T
2
T
T
2
T
α = π/2
u (V)
t
0
α=π
u (V)
t
0
On constate que :
5. Débit sur une charge inductive
5.1. Chronogrammes
T1
v
R
L
i
vT2
v2
T2
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i1
vT1
u
v1
Montage :
iG1
i2
iG2
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v1 et v2
A t = t0
v2
v1
t
0
T
2
T
A t = T/2
u
t
0
T
2
T
A t = T/2 + t0
i
imoy
0
T
2
t
T
iG1
iG2
t
0
T
2
α
0
T
π
π+α
2π
θ=ωτ
2π+α
At=T
thyristor passant
t
0
T
2
2T
T
5.2. Valeur moyenne
i1
vT1
u
v1
v
u
iG1
T1
R
t
0
L
i
imoy
i2
T2
T
i
vT2
v2
T
2
iG2
0
T
2
T
t
5.3. Variation de α
u
α=0
t
0
T
2
T
T
2
T
u
α = π/2
t
0
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α=π
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u
α=π
t
0
T
2
T
On constate que :
6. Pont mixte sur charge inductive RL ou RLE
i
Montage :
j
T1
vT1 T2
v
uL
L
E
u
D1
D2
r
ur
6.1. Analyse du fonctionnement
Sur les schémas ci-dessous, dessiner des court-circuits lorsque les composants sont passants.
i
A t = t0
j
T1
T2
v
La tension v est
L
et il y a une impulsion de gachette.
Le thyristor T1 devient
u
D1
r
D2
i
De t = t0 à t = T/2
T1 et D2 sont
L
j
v
La diode D2 est
u=
j=
u
r
La tension v devient
i
A t = T/2
j
T1
T2
v
La diode D2 se
L
La diode D1 devient
Le courant i dans la charge ne s’annule pas
u
D1
D2
r
à cause de
Donc le thyristor T1 reste
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De t = T/2 A t = T/2 + t0
i
La source n’est pas relliée à la charge. La charge
L
j
v
est en phase de
u=
u
r
i
A t = T/2 + t0
j
T1
T2
v
Le thyristor T2 devient
L
Le courant dans la charge peut maintenant passer
par T2. Il s’annule alors dans T1.
u
D1
j=
r
D2
Le thyristor T1 se
La diode D1 reste
i
De t = T/2 + t0 à t = T
T2 et D1 sont
L
j
v
u=
j=
u
r
i
At=T
j
T1
T2
v
La tension v devient
L
La diode D1 se
La diode D2 devient
u
D1
r
D2
Le courant i dans la charge ne s’annule pas
à cause de
Donc le thyristor T2 reste
De t = T à t = T + t0
i
L
j
v
La source n’est pas relliée à la charge. La charge
est en phase de
à travers
u
r
u=
j=
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6.2. Chronogrammes
v
t
0
T
2
T
j
0
T
2
t
T
u
t
0
T
2
i
T
imoy
0
iG1
T
2
t
T
iG2
t
0
T
2
α
0
π
T
π+α
2π
θ=ωτ
2π+α
Eléments conducteurs
Thyristors
Diodes
t
0
T
2
2T
T
6.3. Valeur moyenne
i
j
T1
T2
u
uL
L
t
v
E
u
D1
D2
0
r
ur
T
i
imoy
0
©Claude Divoux, mai 2000
T
2
T
2
T
t
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