redressement commandé - Franck FRESNEL (Ressources)

REDRESSEMENT COMMANDÉ
REDRESSEMENT COMMANDÉ
Les redresseurs commandés sont des convertisseurs statiques alternatifs continus permettant
d'obtenir des tensions (ou courant) de valeur moyenne réglable.
Dans toute l'étude, les diodes et les thyristors sont supposés parfaits.
I.LE THYRISTOR
1.1.PRÉSENTATION
Le thyristor est un composant électronique qui comporte trois jonctions PN.
1.2.AMORÇAGE DU THYRISTOR
–Lorsque la tension
uAK
est positive, le thyristor est dit sous tension directe.
–Pour amorcer le thyristor, il est nécessaire que l'intensité du courant i, de l'anode vers la cathode,
atteigne la valeur d'accrochage
iL
, donnée par le constructeur.
Il suffit ensuite d'un courant de gachette
iG
suffisamment intense (mais qui reste négligeable
devant l'intensité i qui traverse le thyristor) pour que le thyristor s'amorce sous tension directe.
–Dès qu'un thyristor conduit, il se comporte comme une diode. Le courant de gachette n'a plus
aucune action sur lui. La tension à ses bornes est voisine du volt.
–Généralement, on dispose de générateur d'impulsion pour amorcer les thyristors.
–Lorsque la tension
uAK
est négative, le thyristor est dit sous tension inverse: il ne peut être
rendu conducteur.
–Le thyristor reste amorcé tant que le courant i reste supérieur à la valeur de maintien
iH
donnée par le constructeur (légèrement inférieur à
iL
). On pourra assimiler
iH=iL
Une fois le thyristor amorcé, et
iiH
, on peut supprimer le courant de gâchette, le thyristor
reste passant.
1.3.BLOCAGE D'UN THYRISTOR
Il existe deux possibilités de blocage:
-blocage par suppression de courant: si l'intensité
iiH
, le thyristor se bloque; c'est
l'extinction naturelle.
–blocage par mise sous tension inverse: si une tension inverse est brutalement appliquée entre
l'anode et la cathode, le thyristor se bloque; c'est l'extinction forcée.
1/9
AK
G
PP
NNA: anode
K: cathode
G: gachette iG
G
uAK
i

1.4.MODÈLE D'UN THYRISTOR PARFAIT
La tension aux bornes d'un thyristor passant est négligeable devant les autres tensions du
circuit. Le courant de maintien
iH
est faible devant le courant direct i.
1.5.ASSOCIATIONS DE THYRISTOR
Comme pour les diodes, nous appliquons trois règles qui restent valables pour les thyristors.
Règle n°1: Dans un groupement de thyristors à cathodes ou à anodes communes, la conduction d'un
thyristor impose le blocage des autres thyristors.
Règle n°2: Dans un groupement de thyristors à cathodes communes, le thyristor susceptible de
conduire est celui dont le potentiel à l'anode est le plus élevé.
Règle n°3: Dans un groupement de thyristors à anodes communes, le thyristor susceptible de
conduire est celui dont le potentielà la cathode est le plus bas.
II.MONTAGE REDRESSEUR À 2 THYRISTORS
2.1.SCHÉMA DE MONTAGE
Le circuit comprend:
–un transformateur parfait dont le secondaire comporte un point milieu et constitue une source
biphasée de tensions.
v1= Vsin t
et
v2= Vsint
–deux thyristors
Th1
et
Th2
à cathodes communes
–l'amorçage de
Th1
n'est possible que si
vTh1
>0 donc
v1
> 0, celui de
Th2
pour
v2
> 0
–La commande est un générateur d'impulsion pour envoyer un courant dans la gachette d'un
2/9
i
iFM
VRM
uAK
État passant
i > iL et uAK = 0
Etat bloqué: uAK >0 ou uAK < 0
iG = 0 et i = 0
iG
G
uAK
i
Th1
iTh1
iTh2
v1
v2
Th2
L
E
uTh1
uTh2
i
R
u

thyristor sous tension directe. Cette impulsion est appliquée avec un certain retard
t0
par
rapport au passage au 0 de la tension v. Ce retard est le même quelle que soit l'alternance
considérée.
Suivant que l'on considère la période en temps (T) ou en angle (2
), on parle de durée
t0
de retard à l'amorçage ou d'angle
0
de retard à l'amorçage. Le temps de retard
t0
est
réglable entre 0 et
T
2
, ce qui correspond à un angle de retard compris entre 0 et
0=.t0
2.2.OSCILLOGRAMMES
=t
v1= Vsin t= Vsin 
v2= Vsint=  Vsin 
L'amorçage de
Th2
est retardé de
par rapport à
Th1
Le montage réalise une conversion alternative courant continu.
La tension aux bornes de la charge est bidirectionnelle et périodique.
2.3.ANALYSE DE FONCTIONNEMENT
L'existence du courant i > 0 dans la charge implique toujours la conduction de l'un des thyristors. La
mise en conduction de l'un des thyristors provoque le blocage simultané de l'autre.
3/9

a.
00
0
v1
> 0,
v2
< 0 et i > 0
à
=0
, on amorce
Th1
(blocage de
Th2
):
iTh1=i=I
Th1
étant passant
⇒uTh1
= 0
⇒u=v1
> 0
Th2
étant bloqué
iTh2
= 0
0
v1
< 0,
v2
> 0 et
i
> 0
Th2
est susceptible de conduire mais on ne l'amorce pas:
Th1
continue donc d'assurer la
conduction puisque i > 0
u=v1
< 0
iTh1=i=I
b.
020
02
v1
< 0 ,
v2
> 0 et i > 0
à
=0
on amorce le thyristor
Th2
ce qui
entraîne le blocage de
Th1
iTh1
= 0
⇒iTh2=i=I
uTh2
= 0
u=v2
> 0
220
v1
> 0 ,
v2
< 0 et
i
> 0
Th1
est susceptible de conduire mais on ne l'amorce
pas;
Th2
continue donc d'assurer la conduction
puisque i > 0
⇒u=v20
et
iTh2=i=I
Remarque: les discontinuités de tensions sont assumés par l'inductance L.
2.4.GRANDEURS CARACTERISTIQUES DU MONTAGE
a. Période
La tension u est périodique, de période moitié de celle du réseau:
T '=T
2
b.Valeur moyenne de u
<u> =
2 V
cos 0=ER.I
c.Puissance échangée
P=〈u.i〉=〈u〉i=2
V
.I.cos0
4/9
u
REL
i
iTh2
Th2
v2
u
R
EL
i
iTh1 Th1
v1

III.REDRESSEMENT COMMANDE AVEC PONT TOUT THYRISTORS
3.1.SCHÉMA DE MONTAGE
Tous les éléments sont supposés parfaits,
l'inductance L est suffisante pour que le courant soit
parfaitement lissé i = I = constant
Le montage comporte deux thyristors à cathodes
communes (
Th1
et
Th2
) et deux thyristors à
anodes communes (
Th3
et
Th4
).
L'amorçage de l'un des thyristors entraîne le
blocage de celui qui lui est associé.
L'amorçage de
Th1
et
Th3
n'est
théoriquemement possible que lorsque v > 0, celui de
Th2
et
Th4
lorsque v < 0.
3.2.OSCILLOGRAMMES
3.3.ANALYSE DE FONCTIONNEMENT
L'existence d'un courant ininterrompu i dans la charge implique toujours la conduction de
deux thyristors. La mise en conduction de deux thyristors provoque le blocage simultané des deux
autres.
5/9
u
R
i
uTh2
uTh1
uTh4uTh3
Th1Th2
Th4Th3
iTh1iTh2
v
jA
BL
E