fiche convertisseurs statiq

t
2T
0
T1T2T1 T2
Diodes passantes
Eléments conducteurs
Tension efficace
primaire
N1 spires secondaire N2 spires
u2
i2
u1
i1
Transformateur
non commandé
Pont de Graëtz
Convertisseurs statiques
Redresseurs Hacheur série Onduleur
commandés
Thyristor avec transfo.
à point milieu
Transfo. parfait
Transfo. réel
Rapport de transformation
et
Calcul du rendement par la
méthode des pertes séparées
Il faut faire trois essais avec le
transformateur :
1 -l’essai à vide (i2=0) fournit pfer ;
2 -l’essai en court-circuit fournit
pj1 + pj2 ;
3 - l’essai en charge fournit P1
(ou P2).
U2
U1=I1 I2
m=U2
U1=N2 N1
U10 et U20 : tensions eff. à vide
Bilan des puissances
Rendement
η = P
2
P
1=P
1−Pfer −P J
P
1
α : rapport cyclique
u=uM+uL
∆i=Imax −Imin
2
i=I≈Imax +Imin
2
t
K D K D
αT T 2T
0Τ+αT
Eléments passants
i (A)
t
αT T 2T
0Τ+αT
imax
imin
i
t
u (V)
V
αT (1-α)T
αT T 2T
0Τ+αT
t
K
fermé K ouvert K fermé K ouvert
αT T 2T
0Τ+αT
Oscillogrammes
uL=0
Rôle de l’inductance
L lisse le courant i.
(toujours)
u=αV
Ondulation
Courant moyen
Autres relations
Loi des mailles
u=uM+uL=uM
En passant aux valeurs moyennes :
Tension moyenne
K = hacheur = interrupteur
= transitor en commutation
u
V
iC
L
D
iD
i
MuM
uL
ib
vce
e
b
c
hacheur
source
diode de roue libre
charge
K
Puissance utile Puissance absorbée
H1, H2 : transistors en commutation
D1, D2 : diodes de récupération
(r, L, E’) : charge (ex. un moteur asynchrone)
iH1
iD1
i1
SOURCE CHARGE
Sens du transfert de puissance
u>0 ; i>0 ; p>0
u<0 ; i>0 ; p<0
u<0 ; i<0 ; p>0
u>0 ; i<0 ; p<0
puissance instantannée : p=u.i
U = E
L
E
D1iD1
iH1
H1
D2
iD2
iH2H2
E
E’
u
i1
i
i2
r
Diode parfaite
tension moyenne
tension efficace
Lissage capacitif
Lissage inductif
T
T
2t
u (V)
0
i (A)
imoy
Un condensateur
lisse la tension
Une bobine
lisse le courant
iAK
vAK
A K
Diode bloquée
vAK<0 ; iAK=0 Diode passante
vAK=0 ; iAK>0
aspect réel
AK
<u>= 2ˆ
V
π
v
j
redresseur
i
+ic
u
Charge
C
t
D2 D4
T
2T
D1 D3 D1 D3
t
v (V)
T
0
2T
0
t
u (V)
0
T
2
U=ˆ
V
2=V
Terminale génie mécanique ©Divoux claude - 1999
Pour amorcer,
il faut vAK>0 et iG.
Pour bloquer,
il faut iAK=0.
En électrotechnique le thyristor est équi-
valent à un interrupteur unidirectionnel
commandé à la fermeture.
iAK
vAK
A K
iG
Pont mixte
T1
D2
T2
D1
v
j
u
L
i
rur
E
uL
L : inductance (self) de
lissage.
E, r :charge (ex. moteur cc).
u=ur+E+uL
u=r.i+E
on passe aux valeurs
moyennes. :
u=ˆ
V
π(1+cosα)
Loi des mailles :
t
v
T
0T
2
T
2T2T
0
T1T2T1 T2D1D2
D2
élement
commandé
diode
passante
phase de roue
libre (gris)
i
imoy
Tension moyenne
u calculée à partir du pont.
u calculée à partir de la charge.
D1
D3
D2
D4
vuR
i
j
Pont de Graëtz
Charge
j
redresseur
i
uCharge uc
L
uL
vM
v
i1
u
v1
v2
Charge
i2
i
T2
T1
L
L : self ou inductance de lissage.
α : angle d’amorçage (rad)
Tension moyenne
α : angle d’amorçage (rad)
u=2ˆ
V
πcosα
u calculée à partir de la charge :
voir le pont mixte.
m=U20
U10 =N2 N1
charge
t
u
T
0T
2
décharge
t
iG1
T
0T
2
0π2π 2π+α θ=ω.t
iG2
π+α
α(rad)
phase de
récupération
H1H2
D1D2 H1H2Eléments
passants
Eléments
commandés
Signe de la puissance
reçue par la charge
(-) : phase de récupération
phase de
récupération
t
iG1
0
0π2π
α2π+α θ=ω.t
iG2
π+α
t
u
T
0T
2
t
v1 et v2
T
T
02
v1v2
t
u
0T
2
T
t
i
T
0
imoy
2
T
T
2
T
T
2
T
2∆i
t
T
0T
2
t
T
0
t
u ; i
T
0
E
-E
T
2
T
2
t
T
0T
2
P1
= U1.I1.cosϕ1
P2
= U2.I2.cosϕ2
Pfer Pj2 Pj1
Transformateur
thyristor passant