Partie 11 - Ch.48

48
Les principaux montages
redresseurs
La fonction redresseur est utilisée aussi bien en monophasé qu’en triphasé.Elle
permet le passage d’un courant alternatif à un courant unidirectionnel.
Le symbole général d’un redresseur est celui de la figure 1 .
La source, alternative sinusoïdale, peut être monophasée ou tripha-
sée.
Les convertisseurs alternatif-continu sont principalement utilisés
pour les recharges d’accumulateurs ou pour l’alimentation des
moteurs à courant continu.
Dans ce chapitre, par souci de compréhension, la charge sera
purement résistive et les diodes seront considérées comme
parfaites (tension de seuil nulle).
Rappels sur les diodes :
Tableau 1
AVANT DE DÉMARRER…
•
Le convertisseur PD2
Une résistance (R= 18 Ω) est branchée (fig. 2) en
sortie d’un redresseur de type PD2.
La tension de la source est alternative sinusoïdale
et u= 24 √− 2 sin 100 pt.
OBSERVONS
∼
–
Fig. 1 Convertisseur
alternatif-continu.
Passante
Bloquée
Iexiste
I= 0
U
D
= 0
U
D
existe
UU
RR
PD2
Fig. 2 Une charge résistive branchée
sur un PD2.
LES PRINCIPAUX MONTAGES REDRESSEURS 291

PARTIE 11 • FONCTIONS
292 LES PRINCIPAUX MONTAGES REDRESSEURS
Relevons les oscillogrammes (fig. 3) des tensions
u(t) et u
R
(t) aux bornes de l’alimentation et de la
résistance.
La tension de la source est alternative et sinusoï-
dale, composée d’une alternance positive et
d’une alternance négative.
La tension aux bornes de la résistance est une suc-
cession d’alternances positives.
•
Le convertisseur P3
Une résistance Rest branchée (fig. 4) en sortie
d’un redresseur de type P3.
L’alimentation triphasée alternative sinusoïdale
est composée des trois fils de phase et du neutre.
Relevons les oscillogrammes
(fig. 5) des tensions
u(t) et u
R
(t) aux bornes de l’alimentation et de la
résistance.
Durant la période T, nous remarquons que la ten-
sion u
R
se compose de trois arches de sinusoïdes.
À tout instant, la tension aux bornes de la résis-
tance est égale à la tension simple la plus positive.
On remarque donc que u
R
(t) est toujours positive
et jamais nulle.
•
Le convertisseur PD3
Une résistance Rest branchée (fig. 6) en sortie
d’un redresseur de type PD3.
L’alimentation triphasée alternative sinusoïdale
est composée des trois phases.
Relevons les oscillogrammes
(fig. 7) des tensions
composées u(t) et de la tension u
R
(t) aux bornes
de la résistance. Les tensions simples v(t) sont
elles aussi représentées.
OBSERVONS
40
20
0
– 20
– 40
u(V)
t(s)
T
T
2
40
20
0
– 20
– 40
uR(V)
t(s)
T
T
2
Fig. 3 Oscillogrammes du PD2.
1
2
3
N
U12
U23 U31 UR
V3
V2
V1
R
P3
Fig. 4 Une charge résistive
branchée sur un P3.
1
2
3
U12
U23 U31 URR
PD3
Fig. 6 Une charge résistive
branchée sur un PD3.
uR
v2v3v1
t(s)
T
Fig. 5 Oscillogrammes du P3.

LES PRINCIPAUX MONTAGES REDRESSEURS 293
1. Fonctionnement du PD2
L’appellation PD2 signifie «Montage à commutation parallèle double en mono-
phasé ».
L’association de quatre diodes constitue un PD2 (appelé aussi pont de Graëtz monophasé)
et peut avoir différentes représentations
(fig. 8) .
Les repères « ~ » indiquent les entrées de raccordement à la source alternative sinusoïdale.
Les repères « + » et « – » indiquent les sorties de raccordement au récepteur.
La représentation encadrée en rouge est celle utilisée dans ce chapitre.
•Alternance positive (0 > t>)
La tension de la source est positive
(fig. 9) et
le sens du courant Isera de A vers B.
Ce courant passe dans le circuit composé de
la diode D
1
, de la résistance Ret de la diode
D
4
, conformément au fonctionnement d’une
diode (voir chapitre précédent).
L’orientation de la tension U
R
est définie
selon la convention récepteur.
T
2
À SAVOIR
L’oscillogramme de la tension u
R
se présente
comme une succession de six arches de sinu-
soïdes et ce durant la période T.
À tout instant, la tension u
R
est égale à la tension
composée la plus positive et n’est jamais nulle.
uR
u21 u31 u32 u12 u13 u23
t(s)
T
Fig. 7 Oscillogrammes du PD3.
D1
D3
D2
D4
D1D1
D3
D3
D2D2
D4D4
+++
–––
~
~~
~
~
~
+
–
~~
Fig. 8 Différentes représentations d’un PD2 ou pont de Graëtz.
A
I
II
I
I
R
B
D1
D3
D2
D4
UR
Fig. 9 Le passage du courant.

PARTIE 11 • FONCTIONS
294 LES PRINCIPAUX MONTAGES REDRESSEURS
En d’autres termes, pendant cette alternance, les
diodes D
1
et D
4
conduisent et sont donc assimi-
lées à un interrupteur fermé
(fig. 10) .
Les diodes D
2
et D
3
ne conduisent pas et sont
donc assimilées à un interrupteur ouvert. De
plus, nous remarquons que chacune de ces
diodes est soumise à la tension de la source.
•Alternance négative ( > t> T)
L’analyse du fonctionnement est similaire à celle de l’alternance positive :
La tension de la source est négative
(fig. 11) et le courant ira de B vers A mais dans la charge,
le courant circule toujours dans le même sens.
Les diodes D
2
et D
3
conduisent et sont assimilées à un interrupteur fermé (fig. 12) .
Les diodes D
1
et D
4
ne conduisent pas, elles sont assimilées à un interrupteur ouvert et sont
soumises à la tension de la source.
•Pour la charge,la tension u
R
est unidirectionnelle (fig. 13)
De 0 à :les diodes D
1
et D
4
conduisent, les
diodes D
2
et D
3
sont bloquées.
De à T:les diodes D
2
et D
3
conduisent, les
diodes D
1
et D
4
sont bloquées.
Le courant dans la charge est donc toujours
positif ou nul, c’est un courant redressé double
alternance ou bialternance.
•Relations pour une charge résistive
Valeur moyenne de la tension de la charge :
Valeur efficace de la tension de la charge : U
R
= U
UR = avec U = U √2
2U
p
^^
T
2
T
2
T
2
A
I
II
I
I
R
B
D1
D3
D2
D4
UR
Fig. 10 Les diodes sont assimilées
à des interrupteurs.
II
I
I
I
R
D1
D3
D2
D4
UR
A
B
Fig. 11 Le passage du courant.
I
II
I
I
R
D1
D3
D2
D4
UR
A
B
Fig. 12 Les diodes sont assimilées
à des interrupteurs.
40
20
0
– 20
– 40
U
^
T
2T
t(s)
uR(V)
D1 et D4D2 et D3
Fig. 13 u
R
est unidirectionnelle.

LES PRINCIPAUX MONTAGES REDRESSEURS 295
2. Fonctionnement du P3
L’appellation P3 signifie « Montage à commutation parallèle simple en triphasé ».
Trois diodes
(fig. 14) montées sur chaque fil de
phase et reliées par leurs cathodes sont raccor-
dées à un récepteur résistif.
Ce montage redresseur peut donc aussi être
nommé P3 à cathodes communes.
Seule conduit la diode dont la tension instantanée est la plus positive.
Chaque diode est conductrice pendant un tiers
de période
(fig. 15) . En effet :
– pour < t< , on a v
1
> v
2
et v
1
> v
3
⇒D
1
conduit et u
R
= v
1
;
– pour < t< , on a v
2
> v
1
et v
2
> v
3
⇒D
2
conduit et u
R
= v
2
;
– pour < t< , on a v
3
> v
1
et v
3
> v
2
⇒D
3
conduit et u
R
= v
3
.
Chaque diode, quand elle est bloquée, est soumise
à une tension composée Ude la tension de la
source.
•Relations pour une charge résistive
Valeur moyenne de la tension de la charge :
Valeur efficace de la tension de la charge :
3. Fonctionnement du PD3
L’appellation PD3 signifie « Montage à commutation parallèle double en triphasé ».
Ce redresseur (aussi nommé pont de Graëtz
triphasé) constitué de six diodes
(fig. 16) est
raccordé à un réseau triphasé sans neutre.
L’oscillogramme de la
figure 7 nous a montré
que la tension de la charge était toujours posi-
tive et égale, à tout instant, à la plus grande
des tensions composées.
U
R
= 0,841 U
^
R
UR == 0,827 UR avec UR = V = V √2
^^^
3 ÷3 V
2p
^
T
12
T +
9T
12
9T
12
3T
12
3T
12
T
12
1
2
3
N
U12
U23 U31 UR
V3
V2
V1
R
D1
D2
D3
Fig. 14 Montage P3 sur charge résistive.
1
2
3
U12
U23 U31
D1D2D3
D4D5D6
UR
IR
R
Fig. 16 Montage PD3 sur charge résistive.
uR
v2v3v1
T
12 5T
12 9T 12 T
12
T +
t(s)
T
D1 conduit D2 conduit D3 conduit
Fig. 15 Oscillogramme de u
R
(t).