Support de cours pdf électronique de puissance (Les convertisseurs AC-DC et AC-AC)

Support de cours pdf électronique de puissance (Les convertisseurs AC-DC et AC-AC), tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Les ponts de redressement en monophasé

On peut les représenter par le schéma global de la figure suivante où nous remplaçons les interrupteurs statiques par des interrupteurs mécaniques. Trois cas pratiques existent :

1. 1. Tous les interrupteurs sont des diodes.
   2. Tous les interrupteurs sont des thyristors.
   3. Pont mixte symétrique (k1 et k3 sont des thyristors / k2 et k4 sont des diodes).

On remarque que le taux d’ondulation s’améliore : le nombre d’alternance par période égale à deux alors qu’il était un dans le cas d’un redressement par une diode, donc:

1. 1. • La tension est plus proche du continu on a VCmoy = ^2V_p^m .
      • Pas de problème de discontinuité dans le cas des charges inductive (le courant est toujours continu)

Pont tous thyristors

Montage

Ce montage est utilisé pour alimenter les machines à courant continu (DC). Il permet la récupération de l’énergie électrique en cas de fonctionnement de la machine en mode génératrice. C’est à dire le transfert de l’énergie s’effectue de la machine vers le réseau.

Analyse du fonctionnement

En électronique de puissance (commande de moteurs….), les intensités sont élevées tandis que les tensions d’alimentation sont relativement faibles. Aussi, est-il plus intéressant d’assurer le filtrage par des inductances en série avec la charge, plutôt que par des capacités en parallèle avec la charge.
C’est pourquoi, on insère habituellement en série avec la charge une inductance élevée que l’on suppose de valeur infinie.
Cette inductance encore appelée inductance de lissage n’est pas forcément nécessaire quand l’inductance de la charge est elle-même importante (commande d’un moteur série à courant continu…)
Ainsi peut-on conclure : Avec une inductance de lissage, le courant dans la charge est rigoureusement constant. Dans la suite on a toujours iC(θ) = IC = cst.
Le courant moyen à la sortie du redresseur Ic est toujours positif , donc si Vcmoy < 0 on obtient une puissance Vcmoy Ic < 0, ce qui veut dire que la puissance passe de la machine à la source : Inversion de l’opération.
Ce mode est utilisé pour la récupération. Dans ce cas, il faut inverser la f.c.e.m. E de la machine en inversant le courant d’excitation Iex de telle sorte que la machine se comporte comme une génératrice.
Donc pour ψ > π/2, la tension de sortie Vcmoy devient négative. On appelle le convertisseur dans ce cas par
Onduleur non autonome » car la fréquence de sortie de l’onduleur est fixée par le réseau.
Et pour ψ < π/2, la tension de sortie Vcmoy devient positive. On appelle le convertisseur dans ce cas par « Redresseur »

Etude des courants

Si le montage débite un courant continu iC peu ondulé (constant) = Ic, donc chaque diode assure le passage de iC pendant π .
Au primaire, nous avons : n1.ip = n2 is1 – n2 is2 avec n1, n2 désigne respectivement le nombre des spires du primaire et secondaire.

1. 1. • Si D1 conductrice et D2 bloquée, donc : ip = (n2/n1).is1 = m . is1
      • Si D1 bloquée et D2 conductrice, donc : ip = -(n2/n1).is2 = -m . is2 où m = n2/n1 est le rapport de transformation du transformateur. Donc, le courant ip est alternatif non sinusoïdal.

Les ponts de redressement en triphasé

Introduction

Contrairement aux alimentations à faible puissance qui utilisent le plus souvent des réseaux monophasés, les alimentations de puissance utilisent généralement des réseaux triphasés. De plus, comme les transformateurs point milieu sont des appareils coûteux et fragiles, ceux-ci ne sont utilisés que pour des alimentations monophasées de faible puissance. Ainsi peut-on conclure : en électronique de puissance, le montage leplus utilisé est le pont de Graëtz alimenté en triphasé.
Bien que les autres montages soient peu utilisés, il est intéressant d’en faire une étude sommaire car ils permettent de mieux comprendre le pont de Graëtz en triphasé.
Signalons enfin que, si l’usage d’un transformateur n’est pas nécessaire avec un pont de Graëtz, il est utile d’une part pour adopter la tension du secteur à la valeur souhaitée pour l’alimentation en courant continu, d’autre part pour assurer une meilleure séparation du secteur alternatif et du réseau continu.
Pour classer les différents montages auxquels on a affaire, il est pratique d’utiliser la notation « P » pour désigner les montages parallèles de diodes et la notation « PD » pour les montages parallèles double (ou montage en pont de graëtz).Cette indication, suivie du nombre q de phases caractérise le montage redresseur.
La figure suivante donne le schéma électrique des montages P3 et PD3. Ces deux montages sont les plus communément utilisés pour le redressement de tensions triphasées.