Électronique de Puissance : Convertisseurs AC/DC & Redresseurs

CH1- GENERALITES
courant alternatif en un courant continu
Les composants utilisés : diodes, thyristors, transistors fonctionnent en
commutation (tout ou rien , interrupteur ouvert ou fermé)
Convertisseurs statiques : dispositifs permettant de transformer le signal
qualité du convertisseur)
Objectif : rendement de conversion ( renseigne sur la
Ex
de convertisseurs statiques
Elect de courants forts : basée sur le phénomène de
Elect de puissance = Electronique de courants forts par
1- Introduction
Puissance 1mW
2- Domaines
alternatif
-Le rapport de transformation alternatif-continu est variable
- Dispositifs de conversion est réversibles : on peut avoir Continu =>
Alternatifs
On parle alors
Redresseurs à thyristors : redresseurs commandés
- Dispositifs irréversibles => ne peut réaliser continu
-Le rapport de transformation alternatif-continu est constant
Redresseurs à diodes : redresseurs non commandés (non contrôlable)
Deux catégories de redresseurs :
Convertisseurs Alternatif Continu : redresseurs ou convertisseurs
de courant
2- Principales fonctions
Alternatif (U2, F2 ) :
Cyclo-convertisseur ou convertisseur de fréquence Quand
F1
F2
Lorsque F1=F2 ( fréquence maintenue ) permettant de faire varier le courant
alternatif débité par une source donnée dans un récepteur donné.
Gradateurs ( variateurs de courants alternatif )
Deux catégories :
Convertisseurs Alternatif (U1, F1 )
2- Principales fonctions
Continu U2 :
Alternatif (Onduleurs autonomes)
Dispositifs alimentés en continu et fournissant à la sortie une ou plusieurs
tensions alternatives de fréquences variables.
Convertisseurs Continu
Ex: Transformateurs à courants continus
Utilisation : Exploités dans les alimentations à découpage
Processus :Interruption périodique (hachage ) du courant débité par la
source continue dans le récepteur.
But : Faire varier la tension moyenne aux bornes du récepteur
( Variateurs de courant continu ou hacheur)
Convertisseurs Continu U1
2- Principales fonctions
2- Principales fonctions
3- Les interrupteurs semi-conducteurs
3.1 - Rappel sur les interrupteurs semi-conducteur
3.1 - Rappel sur les interrupteurs semi-conducteur
Les interrupteurs deux segments
La caractéristique v i ne possède que deux segments appartenant ou pas au
même quadrant du plan v-i .
3.1.1
GE
vGS ou vGE
GS
v ou v
vGS ou vGE :
3.1.2 Les interrupteurs trois segments réversibles en tension
Thyristor est désamorcé en faisant chuter la
tension A-K ou dès que le courant I< IH (courant
de maintien)
.
pendant un court instant ou en utilisant un
I
3.1.3
VAC
Les interrupteurs quatre segments
3- Les composants
Remarques
4- Commutateurs et Montages redresseurs
4.1- Commutateurs
4.2- Montages
1 >
2 >
Si
Si
3>
2 >
: D2 et D 1 conduisent et
: D1 et D 3 conduisent et
Uc =V2 - V1
Uc =V1 - V3
4.2- Montages
Chapitre II: LES CONVERTISSEURS AC/DC
II .1-Montages Pq à diodes:
Redressement non commandé
Valeur efficace de is :
Puissance active du secondaire =P
Quand les chutes de tensions dans les Di sont négligées alors :
La puissance active débitée dans le récepteur traversé par le courant
constant Ic :
is = ic
Le courant dans un enroulement secondaire est identique au courant passant
dans la diode qui lui est connectée :
II.1.3.b-Courants et facteur de puissance secondaires
Chutes de tension inductives dues
importante
est la plus
Chutes de tensions liées aux résistances ohmiques des enroulements et de
Rc Ic ( Rc résistance équivalente ramenée au
secondaire)
Elles sont très faibles par rapport à la tension Uc ( elles peuvent être évaluées
indépendamment de Uc)
Chutes de tension dues aux impédances présentées par les composants
redresseurs
II.1.4-Etude des chutes de tension
Pas de discontinuité du courant dans les redresseurs
Ce débit simultané se fait pendant un certain temps appelé
ou temps de commutation, ou de
recouvrement
À t0 où une diode entre en conduction, il y aura débit
bloqué .
Le courant dans un redresseur ne pourra pas passer de 0 à Ic
==
II.1.4.a-
2-Montages Pq à thyristors:
Redressement commandé
Th1 ==>
/2 - /q
/
= ==> compté à
pour un P3 à T/12
ou le temps
ou L >> ===> Ic= cte
/2 - /q +
D1 ==> t à
*Self du récepteur grande
Pq ==>
Angle
Commutation retardée
Même montages que dans le cas des diodes mais
conduction dans les redresseurs peut être ici retardée :
Introduction
I-Montages à commutation parallèle simple
qd
co diminue
< /6)
==> énergie continue au récepteur
0< < /2- /q
augmente = =>
Le réseau alternatif
-Fonctionnement en redresseur commandé 0< < /2
= /3
= /2
< /6
= /6
/6 <
< /6
< /2
-Fonctionnement en redresseur commandé 0< < /2
-Fonctionnement en redresseur commandé 0< < /2
-Fonctionnement en onduleur non autonome
/2 < <
B-Valeur moyenne des tensions redressée
C- Ondulation et harmonique de la tension redressée
C- Ondulation et harmonique de la tension redressée
D- Tension aux bornes des Th
E- Angle de garde
I-2 Etude des courants
I-2 Etude des chutes de tensions
I-2 Etude des chutes de tensions
I-3 Remarques
constant égal à IC = 10 A.
Les thyristors sont considérés comme parfaits
Les impulsions de gâchette se font à 108 (modulo 180 )
REVISION MONTAGE REDRESSEURS Pq
Chapitre III: LES CONVERTISSEURS AC/DC
(Les montages PDq )
1. Les montages PDq non commandés
1.1 Description
= Tension « la plus négative »
= Tension « la plus positive »
1.2.-Etude des tensions
1.2.3- Tension inverse maximale
1.3- Etude des courants
1.3.2
1.4- Chutes de tension en fonctionnement normal
1.5- Fonctionnement en court-circuit
2. Les montages PDq commandés et Mixtes
Structure du convertisseur
2.1- Montage tout thyristors
2.1.1- Les tensions
2.1.2- Les courants
Vimax
ou T/2q suivant que q est pair et impair
- Les facteurs de puissance sont obtenus en multipliant par | cos
de puissance du montage correspondant à diodes.
| les facteurs
Ic donné , les courants dans le TH , les courants dans les enroulements
secondaires sont les même que le cas du montage correspondant à diodes c-a -d
= 0.
: T/q
2.2- Les Montages Mixtes
<
<
===>
< U'co < Uco
La tension moyenne redressée à vide :
Montage est irréversible
2.2.1 - Tension redressée
On se repère aux intervalles de conduction du thyristor et de la diode
reliées à la même borne secondaire .
2.2.2 -
comme dans le cas PD à diodes ou tout thyristors
Facteur de puissance se dégrade quand
a)
augmente ou cos
diminue
Pour les courants dans les enroulements , on se réfère aux 2 conditions
précédentes :
Ieff , Imoy , Imax
2.2.3 - Courants et facteur de puissance
Intervalle de chevauchement :
= 0 pendant les chevauchement des intervalles de conduction
b)