Gradateurs Monophasés et Triphasés : Principes et Applications

Thierry LEQUEU – Janvier 2007
Gradateurs monophasés et triphasés
Plan de l'étude :
1) Les gradateurs monophasés :
• Présentation
• Sur charge résistive : application à l'éclairage
• Sur charge R-L : variation de vitesse de moteur
• Charge inductive : compensation d'énergie réactive
2) Les gradateurs triphasés :
• Différents principes
• Montages tout thyristors
• Gradateur en étoile
• Gradateur en triangle
• Choix d'un gradateur triphasé
Bibliographie :
- L'électronique de puissance - Volume 2 La conversion AC-AC
C. ROMBAUT, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, TEC&DOC, 1986.
- L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et
exercices résolus,
G. SEGUIER, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
- Génie électrique. du réseau au convertisseur. apprendre par l’exemple,
J.-P. COCQUERELLE, éditions TECHNIP.
- Norme européenne, Norme française, NF EN 61000-3-2,
1er tirage, août 1995.

Thierry LEQUEU – Janvier 2007
Gradateur monophasé sur charge R
Schéma de principe :
( ) ( )
T
2
f2
tsin2Vtvπ
=⋅π=ω
ω⋅=
R
Triac
Tr
v (t)
A2
A1
u(t)
G
v(t)
i(t)
t
v
Tr
T
0
t
T
T
0
t
T
T2
0
ψ
2
T
2
ψ
t
θ=ω
t
π2π
v
i

Thierry LEQUEU – Janvier 2007
Exemples de réalisations de gradateur
Le composant TRIAC :
Gradateur économique :
Gradateur à forte plage de variation :

Thierry LEQUEU – Janvier 2007
Caractéristiques de transfert
( )
: en defonction en
22sin
1
eff °ψ
πψ
+
π
ψ
−⋅=eff VU
020 40 60 80 100 120 140 160 180
0
50
100
150
200
250
psi en °
( )
: en defonction en
22sin
1
max
arg °ψ
πψ
+
π
ψ
−=
P
Pech
020 40 60 80 100 120 140 160 180
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
psi en °

Thierry LEQUEU – Janvier 2007
Fondamental du courant réseau
Calcul du fondamental du courant :
( ) ( ) ( )
T
2
f2 avec tsinBtcosAti 111 π =⋅π=ωω⋅+ω⋅=
( ) ( ) ( ) ( )
∫∫ π
ψω=θθ⋅θ⋅θ
π
=⋅ω⋅=t avec dsini
2
4
dttsinti
T
2
BT
0
1
( ) ( )
∫
π
ψθ⋅θ⋅θ
π
=dcosi
2
4
A1
( ) ( ) ( ) [ ] πψ∈θθ⋅=
θ
=θ ; pour sin
R2V R
v
i poseon S
( )
π
−
πψ
⋅=2
1
22cos R2V
A1 et
( )
πψ
+
π
ψ
−⋅=22sin 1
R2V
B1
Valeur efficace :
( ) ( )
22
0
122sin
1
2
1
22cos I
I
πψ
+
π
ψ
−+
π
−
πψ
=
Argument du courant : 
=ϕ1
1
1B
A
tanArc
Puissance réactive :
( )
111 sinIVQ ϕ⋅⋅=
Puissance apparente : eff Ceff SIVS⋅= eff 1eff S1IVS⋅=
Puissance déformante :
( ) ( )
2
2
1
2
2
1
2
1DSDQPS +=++=
2
0
eff 1
2
0
eff C
OI
I
I
I
IVD
− =
⋅
Facteur de puissance : O
eff C
eff Ceff S
2
eff CI
I
IVIR S
P
Fp =
⋅
⋅
==