MGE-00039

RÈPUBLIQUE ALGÉ RIENNE DÈMOCRATIQUE ET POPULAIRE
Ministère de l’Enseignement Supérieur
et de la Recherche Scientifique
Université Larbi Ben M’hidi d’Oum El Bouaghi
Faculté des Sciences et technologie
Département d’Electrotechnique
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de
Master en Systèmes Electriques et Automatiques (SEA)
Option Génie Electrique (GE)
Méthodologies d’analyse des
montages redresseurs
Réaliser par : Proposé et dirigé par :
Boucha Assia K. Barra
Benayad Aida
Promotion :2009/2010

Sommaire :
Chapitre I : les redresseurs monophasés simple alternance
Introduction…………………………………………………………………………….1
1.1 Rappels sur les régimes transitoires……………………………………..…………1
1.1.1. Règles générales…...…………………..………………………………………...1
1.1.2. Circuits dont l’équation différentielle est du premier ordre......…………………2
1.1.3. Circuits dont l’équation différentielle est du second ordre…...……….………...2
1.2. Composants de base………………...…………...………………….……………..4
1.2.1. Diodes………………………………………………………………….………...4
1.2.2. Thyristors………………………………………….……………………...……..5
1.3. Redresseur...…………………………………………………………………….....5
1.3.1. Analyses des montages redresseurs monophasés non commandés……………...6
1.3.1.1. Charge résistive..........…………………………………………………………6
1.3.1.2. Charge inductive………...…………………………………………………….7
1.3.1.3. Charge inductive avec diode de roue libre…………………………………….9
1.3.1.4. Charge capacitive…………………………………………………………….11
1.3.1.5. Alimentation d’un récepteur à f.e.m…………………………………………12
1.3.2. Redresseurs monophasé commandés…………………………………………..14
1.3.2.1. Débit sur une charge purement résistive…………………………………......14
1.3.2.2. Charge inductive……………………………………………………………..15
1.3.2.3. Charge résistive avec f.e.m…………………………………………………..17
1.3.2.4. Décharge d’un thyristor dans un circuit RLC………………………………..18
Conclusion…………………………………………………………………………….20
Chapitre II : Les redresseurs monophasés double alternance
Introduction…………………………………………………………………………...21
2.1. Les types de commutations………………………………………………………21
2.2. Les indices………………………………………………………………………..21
2.3. Pont monophasé non commandé…………………………………………………22
2.4. Redressement commandé monophasé……………………………………………27
2.4.1. Etude des ponts mixtes symétriques……………………………………………27
2.4.2. Autres montages ponts mixtes………………………………………………….29

2.5. Application des ponts mixtes…………………………………………………….32
2.6. Pont tout thyristors monophasé…………………………………………………..33
2.7. Application du pont tout thyristors……………………………………………….36
Conclusion………………………………………………………………………….…36
Chapitre III : Les redresseurs triphasés
Introduction…………………………………………………………………………...37
3.1. Redresseur non commandé montage P3………………………………………….37
3.2. Redresseur commandé montage P3………………………………………………39
3.3. Redresseur non commandé montage PD3………………………………………..42
3.4. Redresseur commandé montage PD3…………………………………………….45
3.5. Les ponts mixtes………………………………………………………………….47
Conclusion…………………………………………………………………………….49
Chapitre IV : Filtrage actif
Introduction…………………………………………………………………………...50
4.1. Définition des harmoniques……………………………………………………...50
4.2. Représentation spectrale………………………………………………………….51
4.3. Source des harmoniques………………………………………………………….51
4.4. Déférents effets des harmoniques………………………………………………..52
4.5. Taux de distorsion harmonique de courant………………………………………52
4.6. Filtre passif……………………………………………………………………….53
4.7. Filtres actifs………………………………………………………………………53
4.7.1. Structure générale d’un filtre actif…………………………………………..…53
4.7.2. Filtre actif parallèle…………………………………………………………….54
4.7.3. Filtre actif série………………………………………………………………...54
4.7.4. Stratégie de commande des onduleurs…………………………………………55
4.7.4.1. Commande MLI……………………………………………………………...55
4.7.4.2. Commande à hystérésis………………………………………………………56
4.7.5. Structure du filtre actif parallèle……………………………………………….56
Conclusion…………………………………………………………………………….61
Conclusion générale…………………………………………………………………62
Bibliographie………………………………………………………………………....63

Introduction générale :
Les technologies avancées obtenues ces dernières années dans le domaine des
composants de l'électronique de puissance ont favorisé une croissance du marché des
convertisseurs de puissance. L'électronique de puissance s'est imposée comme une des
éléments essentiels dans la conversion de l'énergie électrique. Le développement de la
méthode de commande dite modulation de largeur d'impulsion MLI a apporté une plus
grande souplesse dans le contrôle des convertisseurs statiques autorisant une meilleure
maîtrise de l'énergie électrique. De point de vue distributeur, une meilleure qualité des
alimentations est un des paramètres du développement des applications de l'électricité.
Les montages redresseurs constituent une composante intéressante parmi les
convertisseurs statiques de l’électronique de puissance les plus utilisés dans les différents
domaines d’application ou la conversion de l’énergie électrique de la forme alternative à la
forme continue est indispensable. En réalité ces montages sont des charges non linéaires pour
le réseau et leur inconvénient majeur réside dans le fait qu’ils consomment des courants non
sinusoïdaux et c’est ainsi qu’ils contribuent à la pollution harmoniques.
Les montages redresseurs diffèrent les uns des autres selon la nature de la source :
monophasé ou triphasé, selon la nature de la charge :(active, passive) monophasé ou triphasé,
et selon les composants utilisés (thyristors, diode, IGBT, Mosfet,…).
Le travail que nous présentons tente de donner une méthodologie d’analyse de
fonctionnement de ces montages en allant du simple au relativement compliqué. En effet,
dans le premier chapitre, une étude des montages redresseurs monophasés simple alternance
est présentée avec quelques rappels théoriques alors que dans le second chapitre, on étend
cette étude aux montages monophasés double alternances avec prise en compte de quelques
phénomènes comme l’empiètement et autres,…
Dans le troisième chapitre, une extension aux montages triphasés est donnée pour
plusieurs variantes de montages et enfin le quatrième chapitre est dédié au filtrage actif
corrigeant la forme du courant d’entrée issu du réseau triphasé. Notons que les différentes
simulations ont été effectuées dans l’environnement du logiciel PSIM.

Chapitre I Les redresseurs monophasé simple alternance
1
Introduction
Les montages redresseurs sont des convertisseurs de l'électronique de puissance qui
assurent directement la conversion d’énergie électrique de la forme alternative à la forme
continue, alimentés par une source de tension alternative monophasée ou polyphasée, ils
permettent d'alimenter en courant continu le récepteur branché à leurs sorties.
On utilise un redresseur chaque fois que l’on a besoin du continu alors que l'énergie
électrique est disponible en alternatif, comme c'est sous cette seconde forme que l'énergie
électrique est presque toujours générée et distribuée.
Les montages redresseurs sont de trois types, non contrôlés, mixtes ou entièrement
contrôlés. Les redresseurs à diodes, ou redresseurs non contrôlés, ne permettent pas de faire
varier le rapport entre la ou les tensions alternatives d'entrée et la tension continue de sortie,
de plus, ils sont irréversibles, c'est-à-dire que la puissance ne peut transiter que du côté
alternatif vers le côté continu. Les redresseurs à thyristors, ou redresseurs contrôlés,
permettent, pour une tension alternative d'entrée fixée, de faire varier la tension continue de
sortie. Ils sont de plus réversibles; lorsqu'ils assurent le transfert de puissance du côté continu
vers le côté alternatif, on dit qu'ils fonctionnent en onduleurs non autonomes ou assistés par le
réseau.
1.1. Rappels sur les régimes transitoires [1]
1.1.1. Règles générales
Quand on modifie un circuit (application d’une tension, ouverture, fermeture,
changement d’état d’un « interrupteur »), la variable
x
(courant ou tension) est donné par la
solution d’une équation différentielle où la perturbation est portée au second membre. Cette
solution est la somme de deux termes :
ode la solution générale de l’équation « homogène » ou avec second membre nul. Elle
donne le régime libre 1 xdu circuit. C’est toujours, en pratique, une fonction
décroissante du temps à cause de l’amortissement dû aux résistances ;
oet d’une solution particulière de l’équation avec second membre. Celle-ci donne le
régime forcé f x, c’est-à-dire celui que la perturbation tend à imposer au circuit.
On l’obtient d’ailleurs par identification. Si le régime permanent avait le temps de
s’établir, cette seconde solution subsisterait seule.