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| Redresseurs monophasés / Redresseurs triphasés /
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| COMMUTATION PARALLELE SIMPLE - P3 à diodes | ||||||||||||||||||
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| 1) Schéma de principe Le montage redresseur P3 à diodes est constitué de trois diodes, connectées chacune à une phase du secondaire d'un transformateur triphasé, dont les enroulements secondaires sont groupés en étoile.
Le transformateur d'alimentation n'est pas nécessaire en principe au fonctionnement, mais il sera en général présent pour assurer une tension convenable à l'entrée du montage. Les enroulements primaires ne sont pas représentés sur le schéma. 2) Etude du fonctionnement A partir du réseau triphasé, on obtient au secondaire du transformateur un système triphasé équilibré de tensions ( Vs1, Vs2, Vs3 ), qu'on notera Vs1(t) = Vm sin wt
Les différentes phases de fonctionnement du montage sont alors décrites par le tableau suivant:
Les trois diodes forment un redresseur plus positif, qui laisse passer à tout instant la plus positive des tensions, soit
3) Etude des tensions - Valeur moyenne de la tension redressée La valeur moyenne de la tension redressée est donnée par:
- Le facteur d'ondulation Le facteur d'ondulation est défini par:
Dans le cas du montage P3 à diodes, il est facile de constater à partir du tableau précédent ou de la courbe de la tension redressée, que Ucmax = Vm. De façon plus rigoureuse, la valeur maximale Ucmax de tension redressée peut être calculée en déterminant la valeur de wt qui annule la dérivée. Dans l'intervalle p/6 £ wt < 5p/6, la tension redressée a pour expression Uc » Vs1 = Vm sin wt La dérivée (dUc/dwt) = Vm cos wt = 0 pour w t = p/2 + kp avec k entier. Seule la valeur wt = p/2 appartient à l'intervalle considéré, la valeur maximale de tension étant alors de Ucmax = Uc (wt = p/2 ) » Vs1 (wt = p/2 ) = Vm La valeur minimale Ucmin est, quant à elle, toujours obtenue à un angle de commutation pour lequel l'expression de la tension redressée change, c'est à dire pour une valeur de wt pour laquelle Uc n'est pas dérivable. Elle ne peut donc être calculée de la même façon et doit se déduire de la courbe de Uc. Ucmin = Uc (wt = p/6) = Vm sin (p/6) = Vm/2 On en déduit le facteur d'ondulation
- Tension inverse maximale aux bornes des diodes bloquées Lorsque la diode Di (i = 1, 2, 3) est passante, la tension aux bornes de Dj bloquée (j = 1, 2, 3) est VDj = VDi - Vsi + Vsj » Vsj - Vsi i = 1, 2, 3 j = 1, 2, 3 Si on considère, par exemple, la diode D2, la tension à ses bornes a l'allure suivante:
La tension maximale à supporter en inverse par les diodes est obtenue en déterminant les valeurs de wt qui annulent la dérivée de la tension à leurs bornes. Par exemple pour VD2, dans l'intervalle p/6 £ wt < 5p/6 dVD2 /dwt » d(Vs2 - Vs1)/dwt
= Vm [cos (wt - 2p /3) - cos wt] = 0 Seule la racine (wt = p/3) appartient à l'intervalle considéré. Elle correspond à la tension maximale
On obtiendrait bien sûr, par un calcul similaire, la même valeur maximale de tension aux bornes des autres diodes. 4) Etude des courants - Courants dans les diodes Le courant de sortie étant considéré comme constant, de valeur Ic, et les diodes parfaites, on déduit de l'étude du fonctionnement les formes d'ondes des courants dans ces dernières:
i1, i2, i3 sont respectivement les courants dans les diodes D1, D2, D3. D'où les expressions de imax, imoy et ieff, les valeurs maximale, moyenne et efficace de ces courants: imax = Ic
- Courants et facteur de puissance au secondaire du transformateur Dans les secondaires du transformateur, deux valeurs relatives aux courants nous intéressent, la valeur efficace qui sert à dimensionner les enroulements et la valeur moyenne qui sera utile pour la détermination du courant au primaire. Dans le cas du montage P3 le courant circulant dans l'enroulement secondaire i du transformateur est le même que celui circulant dans la diode de même indice, les valeurs moyenne et efficace seront donc les mêmes que dans les diodes. Le facteur de puissance est par définition le rapport de la puissance active sur la puissance apparente. Les diodes étant supposées parfaites, elles ne dissipent pas de puissance. Par conséquent la puissance fournie par le secondaire du transformateur est aussi la puissance reçue par la charge, soit
La puissance apparente au secondaire est, en tenant compte des trois enroulements,
d'où 
A puissance active égale la réalisation du secondaire est d'autant plus coûteuse que le facteur de puissance est plus faible ce qui constitue une limitation à l'emploi des montages à commutation parallèle simple. |
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i = 1, 2, 3
