corrigés détaillés Pierre Mayé 3 redresseur commandé PD3 37 une batterie d'accumulateurs est un pont redresseur non commandé PD3 (figure 1 1)
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5 7 Soit le montage redresseur monophasé à thyristors suivant: L'angle d' amorçage des thyristors est 60 degré a) Les formes d'onde des tensions vcc, vT1
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Exercice 4 : PD2 à 4 thyristors avec une charge R L E, en régime permanent Exercice 5 : Redressement monophasé commandé en conduction discontinue
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Redressement simple alternance (charge résistive) Schéma : L'intérêt du redressement commandé et qu'il permette de faire varier la tension moyenne en
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D'analyser le fonctionnement des montages redresseurs commandés et non commandés ○ D'analyser le Exercice N°2 Soit le montage La figure suivante présente un pont redresseur monophasé entièrement commandé associé à un
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corrigés détaillés Pierre Mayé 3 redresseur commandé PD3 37 une batterie d'accumulateurs est un pont redresseur non commandé PD3 (figure 1 1)
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Exercice 1 : redressement non commandé : Pont de Graëtz monophasé Le montage redresseur ci-dessous est alimenté par le secondaire d'un transformateur
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I 3Veff I 3 = 6 π cos π 6 cosθ ⇒ Le facteur de puissance diminue avec θ G Pinson - Physique Appliquée Redressement C22-TD/5 ------
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Exercice 1 : On alimente une charge de type (RL) à travers une diode de redressement, par un Correction du TD1: Les redresseurs non commandés
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Dans cet exercice, vous allez calculer les harmoniques de courant dans le cas de l'alimentation d'un MCC par un pont de diode PD2 Les diodes sont parfaites
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problèmes corri gés d'électronique de puissance niveaux de difficulté progressifs corrigés détaillés
Pierre Mayé
Professeur de physique appliquée à ArrasRetrouver ce titre sur Numilog.com illustration de couverture : © digitalvision© Dunod, Paris, 2013
ISBN 978-2-10-058828-2Retrouver ce titre sur Numilog.com © Dunod - toute reproduction non autorisée est un délit. IIITA B L E D E S M ATI È R E S
CONVERS
ION ALTERNAT
I F-CONTINU 1
R edresseur non commandé PD3 3 R edresseur non commandé S9 15 R edresseur commandé PD3 37R edresseur de courant 49
R edresseur M L
I à appel de courant sinusoïdal
63CONVERS
ION CONTINU-CONTINU 77
Hacheur alimentant un moteur à courant continu
79Hacheur abaisseur
97Hacheur élévateur en correcteur de facteur de puissance 111
CONVERS
ION CONTINU-ALTERNATIF 137
O nduleur de secours 139O nduleur d'une installation photovoltaïque 153
O nduleur à résonance 177
Convertisseur alternatif-alternatif à deux onduleurs 191
CONVERS
ION ALTERNAT
IF-ALTERNAT
I F 203Gradateur monophasé à trains d'ondes 205
Gradateur à commande de phase
227Gradateur triphasé à trains d'ondes 243Retrouver ce titre sur Numilog.com
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Conversion alternatif-continu
1. r edresseur non commandé PD3 3 2. r edresseur non commandé s9 15 3. r edresseur commandé PD3 374. r edresseur de courant 49
5. r edresseur M l
I à appel de courant sinusoïdal
63Retrouver ce titre sur Numilog.com
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© Dunod - toute reproduction non autorisée est un délit. 3 niveau de dificulté le problème s'intéresse au redresseur le plus courant dans les applications industrielles : le mon- tage PD3. les questions sont proches du cours et permettent ainsi de revoir les méthodes clas siquesd'étude des redresseurs. après trois parties consacrées à l'étude du montage en fonctionnement
normal, la dernière partie traite de son comportement en cas de dé faut.ÉNON
CÉl'étage d'entrée d'une alimentation à découpage destinée à maintenir en parfait état électrique
F igure1.1 - Redresseur non commandé PD3.
Ce montage comporte six diodes supposées idéales. Il est alimenté par un réseau dont les ten
sions simples v , v 2 et v 3V = 230 v
et de fréquence f = 50,0 Hz :RE D R E S S E U R
N O N C O M M A N D É PD3
1Retrouver ce titre sur Numilog.com
4 vV 1 2cos vV 2 223 cos vV 3 22
3 cos t ft pour que la charge puisse être assimilée à une source de courant continu I 0 7,20 A. A . ÉTU D E D E S TE N S I O N S a .1 Tracer la courbe de la tension redressée u d Indiquer les intervalles de conduction de chacune des diodes. a .2 Quel est l'indice de pulsation p de la tension redressée ? a .3 Exprimer la valeur moyenne U d 0 de la tension redressée u d en fonction de V puis effectuer l'application numérique. B . ÉTU D E D E S C O U R A NTS
B.1 Tracer la courbe de l'intensité i
D 1 du courant dans la diode DB.2 Exprimer l'intensité moyenne I
D 0 du courant dans une diode en fonction de I 0 puis effectuer l'application numérique. B.3I D du courant dans une diode en fonction de I 0 et calculer sa valeur.B.4 Tracer la courbe de l'intensité i
B.5I des courants en ligne en fonction de I
0 et calculer sa valeur. C . ÉTU D E D E S PU I S S A N C E S C.1 Déterminer la puissance apparente S à l'entrée du redresseur. C.2 Calculer la puissance active P appelée par le redresseur.C.3 Calculer le facteur de puissance f
P à l'entrée du montage.Retrouver ce titre sur Numilog.com © Dunod - toute reproduction non autorisée est un délit. 5 S olutionC.4 tracer l'allure de la courbe du fondamental i
f du courant en ligne i (sans donner la f du fondamental i f du courant i par rap portà la tension v
C.5 Que peut-on dire de la puissance réactive Q appelée par le redresseur ? C.6 en déduire la puissance déformante D appelée par le redresseur. DFO N CTI O N N E M E NT E N C A S D E D ÉFA UT
la diode D F igure1.2 - Coupure d'une diode.
D.1 tracer la courbe de la tension redressée u
d aux bornes du récepteur en fonction de l'angleD.2 exprimer la valeur moyenne U
d 0 de la tension redressée u d en fonction de V puis effectuer fonctionnement normal S OLUT I ON ATU D E D E S TE N S I O N S
A .1 les diodes D , D 2 et D 3 constituent un commutateur à cathodes communes. À chaque instant, la diode passante est celle qui est reliée à la phase du réseau présentant la tension la plus
2 3 constituent un commutateur à anodes communes. À chaqueinstant, la diode passante est celle qui est reliée à la phase du réseau présentant la tension la plus Retrouver ce titre sur Numilog.com
6 négative. Pendant une période de l'alimentation, la tension redressée u d est donc constituée de six UV3U2303400V
UU M 2 U M4002566V
L'indice de pulsation p de la tension redressée est le nombre de calottes de sinusoïde com- p = 6Retrouver ce titre sur Numilog.com © Dunod - toute reproduction non autorisée est un délit. 7 S olution A .3 la tension redressée u d possède une période de 3 . Pour faciliter le calcul de sa valeur moyenne U d 0 , changeons d'origine des angles pour qu'une des calottes de sinusoïde passe par son66;, la tension redressée u
d s'exprime par uU d 2cos F igure1.4 - Changement d'origine des angles.
la valeur moyenne U d 0 de la tension redressée u d Uu dd0 663 d la fonction u d étant paire, nous pouvons intégrer sur une demi-période puis doubler le résultat Uu dd006 6 d soit UU d006 62
cosd l'intégration s'effectue immédiatement UU d006 62
sinRetrouver ce titre sur Numilog.com 8 ce qui conduit à: UU d0 32
UV des tensions simples :
UV3 UV d0 36Application numérique
U d036230538V
B . ÉTU D E D E S C O U R A NTS B.1 L'intensité du courant dans une diode est égale à I 0 lorsque cette diode est passante et elle f igure1.5 - Courbe du courant dans une diode.Retrouver ce titre sur Numilog.com
© Dunod - toute reproduction non autorisée est un délit. 9 Chaque diode est traversée par un courant d'intensité I 0 pendant un tiers de la période. II D00 3 I D0 7203240,,A
I D du courant dans une diode est la racine carrée de la valeur moyenne de i D 1 2 Ii DD 1 2Comme i
D 1 2 prend la valeur I 02 II D 0 3 I D 7203416,,A
l'intensité instantanée i i D 1 et i D 1 des courants dans les diodes D et D 1 iii DD1 11 Chaque diode est passante pendant un tiers de la période et les déblocages de D et D 1 sontRetrouver ce titre sur Numilog.com
10 f igure1.6 - Courbe du courant dans un fil de ligne.
B.5I des courants en ligne est la racine carrée de la valeur moyenne de i 12 Ii 12Comme i
12 prend la valeur I 02 pendant deux tiers de la période, nous obtenons II2 3 0Application numérique
I23720588,,A
C . ÉTU D E D E S PU I S S A N C E S C.1 SVI3 Le résultat de la question précédente permet d'écrire SVI32 3 0 soit SVI60Retrouver ce titre sur Numilog.com
11 s olutionApplication numérique
S6230720406,,kVA
C.2 Comme les diodes sont idéales, le redresseur ne présente pas de pertes. La puissance active
appelée à l'entrée est donc égale à la puissance moyen ne fournie à la charge PUI d 00 soit PVI36 0Application numérique
P36230720387,,kW
C.3 Le facteur de puissance f
P fP S P ce qui donne ici fVI VI P 366 0 0 soit f P 3
Application numérique
f P 0955,Retrouver ce titre sur Numilog.com
12C.4 La courbe du fondamental i
f du courant i présente la même symétrie que la courbe du courant i f igure1.7 - Courbe du fondamental du courant dans un fil de ligne.
Le fondamental i
f du courant i est donc en phase avec la tension simple v f 0C.5 Comme les tensions sont sinusoïdales, la puissance réactive Q appelée par le redresseur est
due uniquement aux composantes fondamentales des courants, ce qui donne, en notant I f l'inten-quotesdbs_dbs1.pdfusesText_1