1) Schéma de
principe
Le montage redresseur P2 à thyristors est constitué de deux thyristors connectés en
sorties d'un transformateur à point milieu:

Les thyristors sont débloqués avec un retard en angle de a,
c'est à dire que des impulsions de déblocage sont envoyées sur les gâchettes des
thyristors respectivement aux angles
pour th1 wt = a + 2kp
pour th2 wt = (a + p ) + 2kp
2) Etude du fonctionnement
A partir du réseau monophasé (Vp ) on obtient par l'intermédiaire du
transformateur à point milieu deux tensions sinusoïdales V1 et V2
de même amplitude et déphasées entre elles de p:
V1(t) = Vm sin wt
V2(t) = Vm sin wt = Vm
sin (wt + p ) = -Vm
sin wt
Les différentes phases de fonctionnement du montage sont alors décrites par le
tableau suivant:
| Intervalles |
Thyristors
passants |
Tensions aux bornes
des thyristors bloqués |
Tension redressée |
| a £ wt < 2p + a |
th1 |
Vth2 = V2
- V1 + Vth1
» V2 - V1 |
Uc = V1
- Vth1» V1 |
| p + a £ wt < 2p + a |
th2 |
Vth1 = V1
- V2 + Vth2
» V1 - V2 |
Uc = V2
- Vth2 » V2 |
La tension redressée a donc l'allure suivante:

Pour a £ p/2

Pour a > p/2
3) Etude des tensions
- Valeur moyenne de la
tension redressée
La valeur moyenne de la tension redressée est donnée par:

Il apparaît que la valeur moyenne de la tension redressée varie de -2Vm/p à 2Vm/p
lorsque a varie de p à 0.
Au delà de a = p, l'ordre
de déclenchement parvient sur la gâchette des thyristors alors que ceux ci sont
polarisés négativement de telle sorte qu'ils restent bloqués.
Deux cas sont à considérer:
- a £ p/2,
la valeur moyenne de la tension redressée est positive, il en est donc de même pour la
puissance active fournie par le réseau au récepteur ( P = Ucmoy Ic
); le transfert de puissance se fait du coté alternatif vers le coté continu, le
système fonctionne en redresseur.
- a > p/2, la valeur moyenne de la tension redressée est
négative ainsi donc que la puissance active; le transfert de puissance se fait du coté
continu vers le coté alternatif, le système fonctionne en onduleur ou redresseur
inversé. Le réseau continu néanmoins à imposer la fréquence et à fournir de la
puissance réactive, d'où la précision parfois ajoutée dans la dénomination d'onduleur
non-autonome.
- Le facteur d'ondulation
Le facteur d'ondulation est défini par:

Dans l'étude, on peut se limiter au fonctionnement en redresseur ( a < p/2 ), en excluant le cas a = p/2, qui conduit à
une indétermination de K0 ( Ucmoy = 0 ). Cette valeur particulière
de a correspond à une puissance active échangée
nulle.
Pour 0 £ a < p/2,
il est facile de constater sur le graphe de la tension redressée que:
Ucmax = Vm et Ucmin
= -Vm sin a
Remarque: 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 a £ wt < p + a, la tension redressée a pour
expression
Uc » V1 = Vm
sin wt
La dérivée (dUc /dwt) = Vm
cos wt = 0 pour wt
= p/2 + kp avec k
entier. Dans le cas 0 £ a
< p/2, seule la valeur wt
= p/2 appartient à l'intervalle considéré, la
valeur maximale de tension étant alors de
Ucmax = Uc(wt
= p/2 ) » V1(wt = p/2 ) = Vm
La valeur minimale Ucmin est toujours obtenue à un angle de
commutation (wt = kp
+ a) 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 Uc(t).
On en déduit le facteur d'ondulation

- Tensions maximales aux
bornes des thyristors bloqués
Lorsqu'il est bloqué, la tension aux bornes du thyristor thi est
Vthi = Vthj - Vj + Vi » Vi - Vj
i = 1, 2
j = 2, 1
a £ wt < p + a
Vth2 » V2 - V1 = -2Vm
sin wt
p + a £ wt < 2p + a
Vth1 »
V1 - V2 = 2Vm sin wt
Si on considère le premier intervalle, la tension aux bornes du thyristor bloqué th2
a l'allure suivante:

Pour a > p/2

Pour a < p/2
Les tensions maximales aux bornes des thyristors sont obtenues en déterminant les
valeurs de wt qui annulent la dérivée de la tension
à leurs bornes. Pour Vth2,
(dVth2 /dwt) = -2Vmcos
wt = 0 pour wt = p/2 + kp avec k entier
Le thyristor th2 est bloqué sur l'intervalle [a
, p + a [. L'angle
a pouvant varier de 0 à p,
les 2 premières racines, à savoir p /2 et 3p/2, peuvent être atteintes durant l'intervalle de blocage
de th2. Elles correspondent respectivement à des tensions aux bornes du
thyristor de -2Vm et 2Vm.
a £ p/2
Vthmax = Vth2 (wt = p/2 ) = -2Vm
a > p/2
Vthmax = Vth2 (wt = 3p/2 ) = 2Vm
Vthmax = ± 2Vm
La valeur négative doit être respectée pour éviter le claquage du thyristor, la
positive pour éviter sa mise en conduction intempestive par dépassement de la tension de
retournement. On obtiendrait bien sûr, par un calcul similaire, les mêmes valeurs
maximales de tension aux bornes du thyristor Th1.
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 P2 le courant circulant dans l'enroulement secondaire i du transformateur est le
même que celui circulant dans le thyristor de même indice, les valeurs moyenne et
efficace seront donc les mêmes que dans les thyristors.
Le facteur de puissance est par définition le rapport de la puissance active sur la
puissance apparente. Les thyristors étant supposés parfaits, ils 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 quant à elle en tenant compte des deux
enroulements