REDRESSEURS TRIPHAS S
1- Commutation parall le simple P3 diodes
1- Sch ma de principe
Le montage redresseur P3 diodes est constitu de
trois diodes, connect es chacune une phase du
secondaire d'un transformateur triphas .
A partir du r seau triphas , on obtient au secondaire
du transformateur un syst me triphas quilibr de
tensions (Vs1, Vs2, Vs3 ), qu'on notera:
2- Etude du fonctionnement
R
VS1
iR
S
VS2
T
VS3
N
UD1
iD1
D1
D2
D3
A
A
iC
Uc
B
Vs1(t) = Vm sin wt
Vs2(t) = Vm sin (wt - 2p /3)
Vs3(t) = Vm sin (wt - 4p /3)
Les diff rentes phases de fonctionnement du montage sont alors d crites par le tableau suivant:
Intervalles
p/6 wt<5p/6
5p/6 wt<3p/2
3p/2 wt<13p/6
Diode
passante
D1
D2
D3
Tensions aux bornes des diodes bloqu es
Tension redress e
VD2=VD1-Vs1+Vs2 Vs2-Vs1
VD2=0
VD2=VD3-Vs3+Vs2 Vs2 - Vs3
Uc=Vs1
Uc=Vs2
Uc=Vs3
Les trois diodes forment un redresseur plus positif, qui laisse passer tout instant la plus positive
des tensions, soit :
Uc(t)
VD1
600
400
200
0
-200
-400
-600
D1
D2
D3
Va
Vb
Vc
V1
V2
V3
5
10
15
20
25
30
t(ms)
3
2
-
m a xV
m axV3-
3- Etude des tensions
- La valeur moyenne de la tension redress e est donn e par:
<
U
=>
moyU
=
1
T
T
U
C
(t)dt
=
3
2
6
sin.V
m
.d
=
5
p
p
6
3
V3
2
m
- Tension inverse maximale aux bornes des diodes bloqu es
Lorsque la diode Di (i {1, 2, 3}) est passante, la tension aux bornes de Dj bloqu e (j {1,2,3}) est :
La tension maximale supporter en inverse par les diodes est :
VDj = VDi - Vsi + Vsj Vsj - Vsi
i {1,2,3} j {1,2,3}.
Publicité
(
pw
V
tV
=
Dmax
=
D2
)
3
-=
V3
m
19
4- Etude des courants
Les formes d'ondes des courants dans ces derni res:
D'o les expressions de imax, imoy et ieff, les valeurs maximale,
moyenne et efficace de ces courants:
i
max
=
I
c
i
moy
=
1
T
T
i
i
.(t)
dt
=
I
c
3
,
i
eff
=
1
T
2
i
i
T
.(t)
dt
=
I
c
3
i
{
1,2,3
}
A
A
B
2- Commutation parall le double PD3 diodes
1- Sch ma de principe
Le montage redresseur PD3 diodes est
constitu de six diodes, connect es deux par
deux en inverse
D1
D2
D3
.
R
V1
S
iR
UD1
iD1
Uc
V2
T
V3
N
D4
D5
D6
2- Etude du fonctionnement
Les diff rentes phases de fonctionnement du montage sont alors d crites par le tableau suivant:
Intervalles
p/6 wt < p/2
p/2 wt < 5p/6
5p/6 wt < 7p/6
7p/6 wt < 3p/2
3p/2 wt < 11p/6
11p/6 wt < 13p/6
Diodes passantes
D1, D5
D1, D6
D2, D6
D2, D4
D3, D4
D3, D5
Tension aux bornes de la diode D2
VD2 = VD1 - Vs1 + Vs2 Vs2 - Vs1
VD2 = VD1 - Vs1 + Vs2 Vs2 - Vs1
VD2 = 0
VD2 = 0
VD2 = VD3 - Vs3 + Vs2 Vs2 - Vs3
VD2 = VD3 - Vs3 + Vs2 Vs2 - Vs3
Tension redress e
Uc = Vs1 - Vs2
Uc = Vs1 - Vs3
Uc = Vs2 - Vs3
Uc = Vs2 - Vs1
Uc = Vs3 - Vs1
Uc = Vs3 - Vs2
Les trois diodes D1, D2, D3 forment un commutateur plus positif, qui laisse passer tout instant la
plus positive des tensions, et les diodes D4, D5, D6 forment un commutateur plus n gatif, qui
Publicité
laisse passer la plus n gative des tensions. La tension redress e est tout instant la diff rence entre
ces deux tensions, soit :
Uc(t)
U1 2
U13
U23
U21
U31
U32
0
t(ms)
20
3- Etude des tensions
La valeur moyenne de la tension redress e est donn e par:
<
U
=>
moyU
=
1
T
T
U
C
(t)dt
=
3
2
p
2
p
6
.V
m
sin
q
sin-
q
-
2
p
3
.d
q
=
3
m
V3
D'apr s l' tude du fonctionnement, lorsque la diode Di (i {1, 2, 3}) est passante, la tension aux
bornes de Dj bloqu e (j {1, 2, 3}) est : VDj = VDi - Vsi + Vsj Vsj - Vsi
De m me, lorsque la diode D'i (i {1,2,3}) est passante, la tension aux bornes de D'j bloqu e
(j {1,2,3}) est : VDj = Vsi - Vsj + VD'i Vsi - Vsj
La tension maximale supporter par les diodes en inverse correspond la tension maximale
(
pw
tV
=
i {1, 2, 3} j {1, 2, 3}
j {1, 2, 3}
i {1, 2, 3}
V
-=
V3
Dmax
)
=
D2
m
3
4- Etude des courants
Le courant de sortie tant consid r comme constant, de valeur Ic, et les diodes parfaites, on d duit
de l' tude du fonctionnement les formes d'ondes des courants dans ces derni res:
i1, i2, i3 sont respectivement les courants dans les diodes D1, D2, D3.
i'1, i'2, i'3 sont respectivement les courants dans les diodes D4, D5, D6.
D'o les expressions de imax, imoy et ieff, les valeurs maximale, moyenne et efficace de ces courants:
i
max
=
I
c
i
moy
=
1
T
T
i
i
.(t)
dt
=
I
c
3
,
i
eff
=
1
T
2
i
Publicité
i
T
.(t)
dt
=
I
c
3
i
{
1,2,3
}
3- Commutation parall le simple P3 thyristors
1- Sch ma de principe
Le montage redresseur P3 thyristors est constitu de trois
thyristors, connect chacun une phase du secondaire
d'un transformateur triphas , dont les enroulements
secondaires sont group s en toile.
R
VS1
iR
S
VS2
iS
T
iT
VS3
N
iTh1
Th1
UTh1
Th2
Th3
A
A
iC
Uc
B
21
Les thyristors sont d bloqu s avec un retard en angle de a, c'est dire que des impulsions de
d blocage sont envoy es sur les g chettes des thyristors respectivement aux angles:
Pour th1 wt = (p/6 + a )+ 2kp
Pour th2 wt = (5p/6 + a )+ 2kp
Pour th3 wt = (3p/2 + a )+ 2kp
2- Etude du fonctionnement
Les diff rentes phases de fonctionnement du montage sont alors d crites par le tableau suivant:
Intervalles
p/6 + a wt < 5p/6 + a
5p/6 + a wt < 3p/2 + a
3p/2 + a wt < 13p/6 + a
Thyristors passants
th1
th2
th3
Tensions aux bornes des diodes Tension redress e
Vth2 = Vth1 - Vs1 + Vs2 Vs2 - Vs1
Vth1 = Vth2 - Vs2 + Vs1 Vs1 - Vs2
Vth2 = Vth3 - Vs3 + Vs2 Vs2 - Vs3
Uc = Vs1
Uc = Vs2
Uc = Vs3
D'apr s le tableau ci-dessus, la forme d'onde de la tension redress e est:
600
400
200
0
-200
-400
-600
Uc(t)
Uc(t)
Va
Vb
Vc
5
10
15
20
25
30
t(ms)
a
600
400
200
0
-200
-400
-600
a
Va
Vb
Vc
5
10
15
20
25
30
t(ms)
Pour a p/2
3- Etude des tensions
La valeur moyenne de la tension redress e est donn e par:
Pour a > p/2
<
u
=>
moyU
=
1
T
T
U
C
(t)dt
Publicité
=
3
2
5
p
6
+
a
sin.V
m
.d
=
+
a
p
6
3
V3
2
m
cos
a
Rappelons que le retard l'amor age a est compris dans l'intervalle [0, p[. Deux cas sont
consid rer:
- a p/2, la valeur moyenne de la tension redress e est positive, il en est donc de m me pour la
puissance active fournie par le r seau au r cepteur ( P = Ucmoy Ic ); le transfert de puissance se
fait du cot alternatif vers le cot continu, le syst me fonctionne en redresseur.
- a > p/2, la valeur moyenne de la tension redress e est n gative ainsi donc que la puissance
active; le transfert de puissance se fait du cot continu vers le cot alternatif, le syst me fonctionne
en onduleur ou redresseur invers . Le r seau continu n anmoins imposer la fr quence et
fournir de la puissance r active, d'o la pr cision parfois ajout e dans la d nomination d'onduleur
non-autonome.
- Tensions maximales aux bornes des thyristors bloqu s
Lorsque le thyristor thi (i {1, 2, 3}) est passant, la tension aux bornes de thj bloqu (j {1, 2, 3})
i {1, 2, 3}
est: Vthj = Vthi - Vsi + Vsj Vsj - Vsi
j {1, 2, 3}
22
Consid rons, par exemple, le thyristor th2, la tension ses bornes a l'allure suivante:
La tension maximale supporter par les thyristors est :
V
thmax
=
V3
m
4- Etude des courants
Le courant de sortie tant consid r comme constant, de valeur Ic, et les thyristors parfaits, on
d duit de l' tude du fonctionnement les formes d'ondes des courants dans ces derniers:
i1, i2, i3 sont respectivement les courants dans les thyristors th1, th2, th3.
D'o les expressions de imax, imoy et ieff, les valeurs maximale, moyenne et efficace de ces courants:
i
max
=
I
c
i
moy
=
1
T
T
i
i
.(t)
dt
=
I
c
3
,
i
eff
=
1
T
2
i
i
T
.(t)
dt
=
2- Commutation parall le double PD3 thyristors
Th'1
Th'2
UT h1
Th'3
iR'
iT h'1
U'c
Th'4
Th'5
Th'6
R'
V'1
S'
T'
V'3
V'2
N'
23
i
{
1,2,3
}
I
c
3
A'
A
B'