TP3-Redresseur-Monophase-Commandé

TRAVAUX PRATIQUES
CONVERTISSEURS STATIQUES
(Version 0.0)
MANIPULATION N°3
REDRESSEMENT MONOPHASE SIMPLE ALTERNANCE COMMANDE
I.OBJECTIFS DU TP :
Etudier le fonctionnement d'un redresseur simple alternance et double alternances
commandé.
II.GENERALITES
II.1 Le symbole d'un redresseur commandé :
On distingue dans le symbole du redresseur, commandé ou non commandé, un coté
alternatif, c'est l'entrée, et un coté continu, c'est la sortie. Le redresseur commandé porte en
plus symbole associé à la gâchette d'un thyristor, pour signifier la commandabilité du
redresseur.
Entrée tension
alternative
Sortie tension
redressée
Commande
Figure.1 Symbole des redresseurs commandés
II.2 Définition :
Le redressement est la conversion d'une tension alternative en une tension continue.
On utilise un convertisseur alternatif-continu pour alimenter un récepteur en continu à partir
du réseau de distribution alternatif sinusoïdal.
Le redressement monophasé simple alternance, à l'avantage de faciliter l'étude du
fonctionnement des redresseurs commandés.
Les redresseurs non commandés sont des montages à diodes. Par contre, les
redresseurs commandés sont des montages à thyristors, quand appelle aussi "SCR" (Silicon
controlled rectifiers).
On retrouve des montages redresseurs commandés à thyristor monophasé ou triphasé,
simple alternance ou double alternance. Alors que selon la présence de diodes ou pas parmi
les thyristors utilisés, on appelle le montage, respectivement, mixte ou tout thyristors.
L'étude des redresseurs commandés suppose, au préalable, une connaissance et une
compréhension détaillée des caractéristiques dynamiques et statiques des thyristors.
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III.PREPARATION
Pour une compréhension aisée, une révision préalable de ce qui était abordé en salle de
cours est nécessaire, ce qui suit est une présentation non exhaustive des montages redresseurs
commandés.
III.1 Représentation schématique d'un redresseur commandé mono-alternance :
La figure.2, ci-dessous, représente un redresseur mono-alternance commandé débitant
sur une charge RL. Doté d'une diode de roue libre ou pas.
T
ic
T
ic
R
Vc
Vs
R
Vs
DRL
Vc
L
Figure 2-a
L
Figure 2-b
Figure.2. Schéma de principe d’un redresseur mono alternance commande.
2-a : sans diode à roue libre 2-b : avec diode à roue libre
La source délivre une tension sinusoïdale Vs, Si le thyristor ne conduit pas, pas
amorcé, la tension de la source se retrouve aux bornes du thyristor. Pour que le thyristor
puisse être amorcé, il faut qu'il soit polarisé positivement, mais pas seulement, il faut aussi
injecter un courant de gâchette durant cette période. Donc, quand le thyristor est polarisé
négativement, qu'il y ait courant de gâchette ou pas, le thyristor ne s'amorce pas.
Le courant de gâchette qui est injecté sous forme d'une impulsion brève, apparait avec
un retard t0 par rapport à l'instant pris comme origine des temps, qui est l'instant où la tension
aux bornes du thyristor passe par zéro en croissant.
Sa position par rapport à la tension aux bornes du thyristor est parfaitement stable :
cette impulsion est synchronisée avec cette tension.
Pour pouvoir agir sur la valeur moyenne et efficace de la tension aux bornes de la
charge alimentée par le redresseur commandé on fait décaler ou glisser l'impulsion de
gâchette de zéro "0" à "T/2".
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III.2 Différents montages d'un redresseur Double-alternance commandé :
La figure.3, ci-dessous, représente un redresseur double-alternance commandé débitant
sur une charge RL. On retrouve les montages mixtes et les montages tout thyristors.
ic
T1
T3
T1
T3
R
Vs
Vs
DRL
Vc
L
T2
T4
T2
T4
Figure 3-b
Figure 3-a
ic
T1
T2
T1
D1
R
Vs
Vs
Vc
L
D1
D2
Figure 3-c
T2
D2
Figure 3-d
Figure.3. Schéma de principe d’un redresseur double alternance commandé.
3-a : Tout thyristors sans diode à roue libre 3-b : Tout thyristors avec diode de roue libre
3-c : Montage mixte avec un thyristor dans chaque bras 3-b : Montage mixte avec deux thyristors
dans un bras et deux diodes dans un autre.
La figure.3 représente Les différents montages redresseurs commandés double
alternance. Appelés aussi Montages pond de graetz ou montages industriels.
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IV.MANIPULATION
IV.1. Familiarisation avec la maquette :
La figure suivante représente le montage préétabli, c'est l'image de la maquette d'essai, utilisé
pour étudier les redresseurs commandés simple alternance et double alternance.
Figure.5 L'image de la maquette utilisée pour le redressement commandé simple
alternance et double alternance
Comme pour la maquette utilisée pour l'étude du redresseur non commandé, cette maquette
contient, presque, les mêmes éléments. La seule différence réside dans le remplacement de la
diode par un thyristor associé à sa commande. On retrouve donc :







La source de tension sinusoïdale;
L'interrupteur principal;
Le Thyristor, qui est le composant principal;
Les différentes charges (la résistance, l'inductance et la capacité);
La diode à roue libre;
L'emplacement des appareils de mesure;
Sorties des signaux utilisés par la commande.
Données : Tension d’alimentation, de valeur efficace 24V et de fréquence f=50Hz.
R= 500Ω et L=0.3H.
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Remarque :
1. Il faut que l'interrupteur principal soit et qu'elle reste en off, avant et durant le
branchement des charges et des appareils de mesure.
IV.2. Travail demandé :
1. Préparez le schéma de montage, avec représentation des appareils de mesures,
permettant de mesurer les valeurs moyennes et efficaces du courant et de la tension de
charge, ainsi que la valeur efficace de la tension de source avec et sans diode à roue
libre.
2. Faites brancher le circuit, charges et appareils de mesures.
3. Récupérez les valeurs efficaces et moyennes affichées par les appareils de mesure.
4. Relever, avec un oscilloscope, les chronogrammes de ces grandeurs demandées :
a. Pour une charge purement résistive :
 Tension de source (US) et la tension synchronisée d'entrée Usig-in
 La tension synchronisée d'entrée Usig-in et le signal de phase;
 le signal de phase et le signal tension de référence Vref;
 Les impulsions de gâchette et la tension de charge;
 Les impulsions de gâchette et la tension aux bornes du thyristor;
 La tension de charge et le courant de charge;
b. Pour une charge Capacitive (RC), la capacité C montée en parallèle avec la
résistance R:
 Le couple tension aux bornes de R et Courant dans R, (UR, IR)
 Le couple tension aux bornes de R et Courant de la source ID, (UR, ID).
V. Préparation du compte rendu :
1. Présenter l'objectif de la manipulation et faire une présentation générale des montages
redresseurs commandés, tout thyristors et mixtes (montage monophasé simple et double
alternance, montage triphasé simple et double alternance);
2. Présenter le principe de fonctionnement des montages redresseurs monophasé, simple et
double alternance, tout thyristor et mixte;
3. Expliquer la technique de génération des impulsions de gâchettes et le rôle de la tension
de référence Vref.
4. Présenter le schéma de la manipulation;
5. Présenter les grandeurs mesurées et visualiser les différentes formes des grandeurs
électriques instantanées relevées par l'oscilloscope.
6. Choisir une grandeur électrique relevée, calculer sa valeur efficace et moyenne, comparer
le résultat retrouvé à la grandeur donnée par l'appareil de mesure correspondant.
7. Expliquer les formes des grandeurs relevées
8. Présenter une conclusion générale.
Les enseignants : A.CHIBAH, R.KIFOUCHE
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