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SCIENTIFIQUE
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Les convertisseurs AC-DC et AC-AC
Classe concernée : EI2 L2 S1
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Hidri.Imed
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Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 1
Avant-propoV
iellement aux étudiants de électricité industrielleH niveau L2 S1. Il eVW TeVWiné àPar ailleurV il eVW à Vignaler
prétend pas être exhaustif. - nique de puissance - ÓaîWriVer le foncWionnemenW TeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-AC. commanTéV eW non commanTéV. ude des gradateurs monophasés et triphasés. Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 2
CHAPITRE 0
INTROMUCTION
Pour TeV raiVonV économiqueVH lGénergie élecWrique eVW fournie par TeV réVeaux WripUaVéV (WroiV WenVionV
VinuVoïTaleV TépUaVéeV enWre elleV Te
3 2 ) à la fréquence Te 50Hz.Mu poinW Te vue Te lGuWiliVaWeurH lGénergie eVW VouvenW uWiliVée en conWinu ou à TeV fréquenceV TifférenWeV Te
celle Tu réVeau.JuVquGau TébuW TeV annéeV 1970 environH la miVe en forme Te lGonTe élecWrique afin Te lGaTapWer aux
beVoinV a éWé obWenue au moyen Te groupeV WournanWV (moWeurV). LeV performanceV TeV compoVanWV Vemi-
conTucWeurV Te lGélecWronique Te puiVVance (TioTeVH WUyriVWorVH WriacVH WranViVWorV) onW enVuiWe permiV Te
réaliVer Te WelleV converVionV; on Vupprime ainVi leV parWieV WournanWeV eW on réTuiW la maVVeH lGencombremenW
eW le coûW Te ceV maWérielV.LeV converWiVVeurV VWaWiqueV VonW leV TiVpoViWifV à compoVanWV élecWroniqueV capableV Te moTifier la WenVion
eWIou la fréquence Te lGonTe élecWrique.On TiVWingue Teux WypeV Te VourceV Te WenVionJ
Sources de tension continues caractérisées par la valeur V de la tension.Sources de tension alternatives définies par les valeurs de la tension efficace V et de la fréquence f.
On Tifférencie quaWre WypeV Te converWiVVeurV TonW leV VcUémaV Te principe VonW TonnéV Vur la figure
VuivanWeJ
Convertisseur alternatif-conWinu J reTreVVeur ;
Convertisseur alternatif-alWernaWif J cGeVW un graTaWeur lorVque Veule la valeur efficace Te la WenVion
alWernaWive eVW moTifiéeH Vinon cGeVW un cycloconverWiVVeur.Convertisseur continu-conWinu J UacUeur ;
Convertisseur continu-alWernaWif J onTuleur ;
Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 3
Citons quelques applications des convertisseurs statiques: Redresseurs : alimentation des moteurs à courant continu, charge des batteries ;xHacUeurV J commanTe TeV moWeurV à couranW conWinu (viWeVVe variable) ; foncWionV TGinWerrupWeur onTuleurV
ou alimenWaWion à Técoupage ;xOnduleurs : production de tensions alternatives, alimentation des appareils électriques autonomes,
proWecWion conWre leV VurWenVionV eW coupureV Te réVeau (informaWique)H commanTe TeV macUineV à couranW
alWernaWif ; xCycloconvertisseurs : production des vitesses variables en alternatif (levage, machine-ouWil).ManV ce courV lGéWuTe TeV cycloconverWiVVeurV ne Vera paV aborTée. LGéWuTianW VouUaiWanW pourVuivre VeV
éWuTeV en élecWroWecUnique-élecWronique Te puiVVance pourraH pour aborTer ceV WypeV Te converWiVVeurVH Ve
reporWer à la bibliograpUie fournie à la fin Te ce courV. Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 4
LES CONVERTISSEURS ALTNRNATIŃSICONTINU
LNS ÓONTAGNS RNMRNSSNURS
I- InWroTucWion
Les redresseurs permettent de convertir une alimentation alternative en continue. La tension et la puissance
Te VorWie peuvenW êWre conWrôléeV par leV compoVanWV Te puiVVance uWiliVéV (TUyriVWorV).On peut grouper les composants utilisés dans les convertisseurs statiques AC- MC en Teux caWégorieV J
I-1- LeV TioTeV
Une diode est un élément non commanTé compoVé Te 2 coucUeV Te maWériaux Vemi-conTucWeur Topé
-conTucWeurV à WrouV cUargéV poViWivemenW ou cUargé Te porWeuVeV négaWiveV. La TioTe eVW repréVenWée Te la façon VuivanWeJI-1-1-
Ils sont donnés dans la figure N°2 avec :
VF J WenVion TirecWe
IF J couranW TirecW
VRRM J WenVion inverVe maximale répéWiWive
VRSM J TenVion inverVe maximale non répéWiWive.Nn conTucWion la WenVion TirecW
qui supportent un courant direct : KVAK Diode
AFigure N°1
VRRMVseuil
If Vf iaVak VRSM
Rone Te blocage
OŃŃ ON
Rone Te
conTucWion TirecWe Rone lancUeFigure N°2
Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 5
I-1-2-
VRM maximale
VF minimale
TON eW TOFF minimaux
IF J couranW TirecW
IFSM J couranW TirecW Te poinWe (Vur une Turée)IFRM J couranW TirecW Te poinWe répéWiWif.
I-1-3-
nnule ; Ia = 0.I-2- LeV WUyriVWorV
Le thyristor est un élément commandé en courant. Il est composé de quatre couches PNPN formanW WroiV
joncWionV JaH Jc eW Jk. JFigure N°3 r
I-2-1- Caractéristiques statiques
Nn inverVeH ceV caracWériVWiqueV VonW iTenWiqueV aux caracWériVWiqueV Te la TioTeNn TirecW J
Si le couranW Te la gâcUeWWe eVW Ig = 0 eW on applique cerWaine WenVion aVVeY imporWanWe Vak0, orce effectivement et on aura VD = 0.8 V en conTucWion.Pour Ig = Ig1 ak1 K Vak0.
Pour Ig = Ign VuffiVanWH VakN eVW WrèV faible (conTucWion comme une TioTe).Vak0 Vak1 VD
ig1 Vakn ig=0 ign iaFigure N°4 : Caractéristi
Vak Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 6
I-2-2- sation des thyristors :
IT 550 A
ITAVITSM Courant de surcharge accidentelle (état passant) 10 000 A
i2t donnée servant à dimensionner le fuVible Te proWecWion 500 000 A2s
TIITW viWeVVe criWique Te croiVVance Tu couranW 100 AIs
VRRM WenVion inverVe Te poinWe 800 V
VDRM tension directe de pointe 800 V
TVITW viWeVVe criWique Te croiVVance Te la WenVion 200 VIs
VGT WenVion Te gâcUeWWe 3 V
IGT couranW Te gâcUeWWe 200 mA
A parWir Te ceV TonnéeV eW Tu moTe T
En général :
- dV/20 (V/s) ื dV/dt ื 200 (V/s)
- Tension directe ื VB0 - Courant de maintient IH minimal (IH = 1 mA à 100 mA). - Température maximale de fonctionnement = 125°C - dIa/dt < 100 A/s - dIg/dt < 500 mA/s - F fmax < 1/(TON + TOFF + t(utile)) : f ื quelques kHz. - Imax est fonction de TOFF et de la fréquence.100 mA ื Ia ื 3000 A
100 V ื VAK ื 4000 volts
Figure N°5
protégé contre les dtTi et les dtTv Th R C dtTv L dtTiLa figure suivante donne le schéma
les di /dt et les dv/dt. Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 7
II- ReTreVVemenW Vur circuiWV monopUaVéV J
continues constantes, ceux avec les thyristors ou autre composant commandé donnenW TeV WenVionV conWinueV
Te valeurV moyenneV variableV.
II-1- ReTreVVemenW Vimple alWernance non commanTé (cUarge réViVWive)II-1-1- ÓonWage
II-1-2- AnalyVe Tu foncWionnemenW
Pour 0 K K J M conTucWrice
vC() = v() = VM Vin() )Vin( RV R )(v iM CC T iC () et vC() ont la même forme.Pour K K 2 J M bloquée car à =
Tonc J iC () = 0 et vC() = 0 .
II-1-3-
D R iC() vC( ) v ( ) est : v() = VM sin () avec = tFigure N°6 : Montage simple alternance
vC Vm 0 iC 0 D vD -Vm D D RVm 2Figure N°7
Support de couEI2 LeV converWiVVeurV AC-MC eW AC-ACHidri.imed Page 8
II-1-4- Valeur moyenne Te la WenVion vC eW Tu couranW iCLa valeur moyenne de la tension vC eVW J
)Vin( V ) v(avec T ) v( 21 VM0Cmoy Tquotesdbs_dbs6.pdfusesText_12[PDF] cours electrotechnique gratuit
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