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PED020600 Redresseur triphasé Onduleur As Z.A. de La Clef St Pierre 5, rue du G

PED020600 Redresseur triphasé Onduleur As Z.A. de La Clef St Pierre 5, rue du Groupe Manoukian 78990 ELANCOURT Tél. : 33 (0)1 30 66 08 88 Fax : 33 (0)1 30 66 72 20 Email : Web : TRAVAUX PRATIQUES REDRESSEUR TRIPHASE / ONDULEUR ASSISTE Didalab SOMMAIRE CAHIER DES CHARGES..........................................................................................................................1 TRAVAUX PRATIQUES SUR LES MONTAGES REDRESSEURS......................................................3 A) ETUDE D'UN REDRESSEMENT Triphase non commandé SIMPLE ALTERNANCE AVEC DEBIT SUR CHARGE R et R,L......................................................................................................................3 I. Préparation..........................................................................................................................................3 I.1 Schéma de principe........................................................................................................................3 I.2 Calculs préliminaires......................................................................................................................4 II. EXPERIMENTation..........................................................................................................................5 II.1 Débit sur charge résistive..............................................................................................................5 II.2 Débit sur charge inductive............................................................................................................6 B) ETUDE D'UN REDRESSEMENT Triphase non commandé DOUBLE ALTERNANCE................14 I. Préparation........................................................................................................................................14 I.1 Schéma de principe......................................................................................................................14 I.2 Calculs préliminaires....................................................................................................................15 II. Experimentation...............................................................................................................................16 II.1 Débit sur charge résistive............................................................................................................17 II.2 Débit sur charge inductive..........................................................................................................18 C) ETUDE D'UN REDRESSEMENT Triphase commandé SIMPLE ALTERNANCE.........................22 I. DEBIT SUR CHARGE RESISTIVE.................................................................................................22 I.1 Schéma de principe......................................................................................................................22 I.2 Travail à réaliser...........................................................................................................................23 II. DEBIT SUR CHARGE INDUCTIVE..............................................................................................24 II.1 Schéma de principe.....................................................................................................................24 II.2 Travail à réaliser..........................................................................................................................25 III. DEBIT SUR CHARGE E, R, L.......................................................................................................26 III.1 Schéma de principe....................................................................................................................26 III.2 Travail à réaliser........................................................................................................................27 D) éTUDE D'UN REDRESSEMENT Triphasé commandé DOUBLE ALTERNANCE........................32 I. LA CHARGE EST UN CIRCUIT R,L...............................................................................................33 I.1 Montage........................................................................................................................................33 I.2 Expérimentation...........................................................................................................................34 II. LA CHARGE EST UN CIRCUIT E, R, L........................................................................................35 II.1 Montage......................................................................................................................................35 II.2 Expérimentation..........................................................................................................................36 III. LA CHARGE EST UN MOTEUR..................................................................................................37 III.1 Montage.....................................................................................................................................37 III.2 Expérimentation.........................................................................................................................37 E) ETUDE D'UN REDRESSEMENT Triphase commandé DOUBLE ALTERNANCE AVEC DIODE DE ROUE LIBRE......................................................................................................................................40 I. LA CHARGE EST UN CIRCUIT R,L...............................................................................................41 I.1 Montage........................................................................................................................................41 I.2 Expérimentation...........................................................................................................................42 II. LA CHARGE EST UN CIRCUIT E, R, L........................................................................................43 II.1 Montage......................................................................................................................................43 II.2 Expérimentation..........................................................................................................................44 III. LA CHARGE EST UN MOTEUR..................................................................................................45 III.1 Montage.....................................................................................................................................45 III.2 Expérimentation.........................................................................................................................45 F) ETUDE D'UN REDRESSEMENT TRIPHASE COMMANDE MIXTE...........................................48 I. LA CHARGE EST UN CIRCUIT R,L...............................................................................................49 I.1 Montage........................................................................................................................................49 I.2 Expérimentation...........................................................................................................................50 II. LA CHARGE EST UN CIRCUIT E, R, L........................................................................................51 II.1 Montage......................................................................................................................................51 II.2 Expérimentation..........................................................................................................................52 III. LA CHARGE EST UN MOTEUR..................................................................................................53 III.1 Montage.....................................................................................................................................53 III.2 Expérimentation.........................................................................................................................53 G) ETUDE D'UN REDRESSEMENT Triphase commandé MIXTE AVEC DIODE DE ROUE LIBRE .................................................................................................................................................................. 58 I. LA CHARGE EST UN CIRCUIT R,L...............................................................................................59 I.1 Montage........................................................................................................................................59 I.2 Expérimentation...........................................................................................................................60 II. LA CHARGE EST UN CIRCUIT E, R, L........................................................................................61 II.1 Montage......................................................................................................................................61 II.2 Expérimentation..........................................................................................................................62 III. LA CHARGE EST UN MOTEUR..................................................................................................63 III.1 Montage.....................................................................................................................................63 III.2 Expérimentation.........................................................................................................................63 H) MONTAGE FONCTIONNANT EN ONDULEUR ASSISTE...........................................................66 I. CIRCUIT DE CHARGE E, R, L.......................................................................................................67 I.1 Schéma de principe......................................................................................................................67 II. LA CHARGE EST UNE MACHINE A COURANT CONTINU....................................................68 II.1 Schéma de principe.....................................................................................................................69 II.2 Expérimentation..........................................................................................................................69 ANNEXES Annexe 1....................................................................................................................................................72 Plan de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.................................................................................72 Annexe 2....................................................................................................................................................74 Schéma de câblage de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.........................................................74 pour un fonctionnement en....................................................................................................................74 REDRESSEMENT NON COMMANDE SIMPLE ALTERNANCE..................................................74 Annexe 3....................................................................................................................................................76 Schéma de câblage de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.........................................................76 pour un fonctionnement en....................................................................................................................76 REDRESSEMENT NON COMMANDE DOUBLE ALTERNANCE................................................76 Annexe 4....................................................................................................................................................78 Schéma de câblage de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.........................................................78 pour un fonctionnement en....................................................................................................................78 PONT TOUT THYRISTORS SIMPLE ALTERNANCE....................................................................78 Annexe 5....................................................................................................................................................80 Schéma de câblage de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.........................................................80 pour un fonctionnement en....................................................................................................................80 PONT TOUT THYRISTORS DOUBLE ALTERNANCE..................................................................80 Annexe 6....................................................................................................................................................82 Schéma de câblage de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.........................................................82 pour un fonctionnement en....................................................................................................................82 PONT TOUT THYRISTORS...............................................................................................................82 avec DIODE DE RECUPERATION.....................................................................................................82 Annexe 7....................................................................................................................................................84 Schéma de câblage de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.........................................................84 pour un fonctionnement en....................................................................................................................84 PONT MIXTE A CATHODES COMMUNES.....................................................................................84 Annexe 8....................................................................................................................................................86 Schéma de câblage de la maquette REDRESSEUR TRIPHASE.........................................................86 pour un fonctionnement en....................................................................................................................86 PONT MIXTE.......................................................................................................................................86 avec DIODE DE RECUPERATION.....................................................................................................86 REDRESSEUR TRIPHASE / ONDULEUR ASSISTE Didalab Page 1 / 88 CAHIER DES CHARGES - Puissance Tension d'alimentation : réseau triphasé 24 V / 50 Hz Intensité maximale de sortie : 2 A Utilisation : tout type de redressement triphasé, •non-commandé : - mono alternance (P3), - double alternance (PD3) ; •commandé : - mono alternance avec pont tout thyristors, - double alternance avec pont tout thyristors, - double alternance avec pont tout thyristors et diode de roue libre, - double alternance avec pont mixte, - double alternance avec pont mixte et diode de roue libre. - Commande Commande linéaire de l'angle d'amorçage des thyristors par une tension continue réglable de 0 V à 10 V. Isolation par transformateurs d'impulsions. TRAVAUX PRATIQUES SUR LES MONTAGES REDRE DRESSEMENT TRIPHASE NON COMMANDE SIMPLE ALTERNA R,L Pour cette étude, le circuit de commande n'est pas utilisé. I. Préparation I.1 Schéma de principe Le montage proposé est celui de la figure ci-après . Etudier le schéma du montage de la figure en indiquant les grandeurs mesurées par les différents appareils. Remarque : Si vous disposez de multimètres numériques comme le MX 545 de chez Métrix, un appareil peut remplacer les trois voltmètres. En effet, en position "=" il indique une valeur moyenne ; en position "~ AC+DC" il indique une valeur efficace ; en position "~ AC" il indique également une valeur efficace mais uniquement de la composante alternative du signal. I.2 Calculs préliminaires L'interrupteur K est ouvert. Au secondaire du transformateur, on dispose d'un système de tensions triphasées : v1 = V 2 sint ; v2 = V 2 sin(t - 2π/3) ; v3 = V 2 sin(t - 4π/3) La charge RL a une constante de temps L/R très supérieure à la période de la tension redressée u. Que peut-on dire alors de l'intensité i du courant redressé ? Montrer que : • la valeur moyenne de la tension redressée est : ≈ 1,17 xV • la valeur efficace U de la tension redressée est : U ≈ 1,19 xV • le facteur de forme F de la tension redressée est : F ≈ 1,02 • le taux d'ondulation ß de la tension redressée est : ß ≈ 18 % • la puissance P reçue par la charge est : P = . • la valeur crête îd du courant dans chaque diode est : îd ≈ • la valeur efficace Id du courant dans chaque diode est : Id ≈ /3 R1 R2 R3 Ph Ra1 D1 B1 P1 Th1 K1 K1 G1 D2 B2 P2 Th2 K2 K2 G2 E C D3 B3 P3 Th3 K3 K3 G3 DI Ph Ra2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 F D Ra3 D4 K4 Th4G4 D5 K5 Th5G5 D6 K6 Th6G6 Rl Rc Ph3 P4 B4 A4 A4 P5 B5 A5 A5 P6 B6 A6 A6 R4R5 R6 G • la tension inverse maximale supportée par chaque diode est : ûd ≈ 2,1 II. EXPERIMENTation Le schéma de la partie puissance de la maquette est le suivant : Indiquer sur ce schéma les connections à réaliser pour effectuer l'étude proposée. Réaliser alors le montage. Régler l'autotransformateur pour obtenir, à vide, une valeur moyenne égale à 20 V. II.1 Débit sur charge résistive Interrupteur K fermé • Visualiser successivement à l'oscilloscope u et v1, u et v2, u et v3 (synchroniser sur u). En déduire u minimum et u maximum et les intervalles de conduction des diodes. Mesurer la durée de commutation entre deux diodes : le retard à la commutation est dû à la présence inévitable d'inductances (inductance de fuite du transformateur, inductance de câblage). La charge étant purement résistive (R ayant sa valeur maximale), diminuer R progressivement jusqu'à l'obtention de = 2 A. Mesurer alors : - le temps de commutation entre deux diodes. Que constate-t-on ? - I , î . Est-ce conforme aux prévisions ? • Visualiser successivement à l'oscilloscope -u et ud1, -u et ud2, -u et ud3 (synchroniser sur -u). En déduire la tension maximale inverse ûd supportée par chaque diode. II.2 Débit sur charge inductive Interrupteur K ouvert Pour = 2 A , ouvrir l'interrupteur K. Observer la tension u . Est-elle modifiée ? • Régler l'inductance L à sa valeur minimale (environ 0,1 H). Mesurer l'ondulation crête-crête : ∆i = imax - imin de l'intensité i. Mesurer ∆i pour L = Lmin. • Régler l'inductance L à sa valeur maximale (environ 1 H). Mesurer l'ondulation crête-crête : ∆i = imax - imin de l'intensité i. Mesurer ∆i pour L = Lmin. Quelle est l'influence de L sur ∆i ? u 31u 32 u12 u 13 u 23 u21 u 31 u 32 u12 u13 u 23 v 3 v 1 v 2 u v 3 v 1 u D1 Relever toutes les indications des appareils permettant de vérifier les grandeurs prédéterminées dans le I. Effectuer cette vérification ; conclure. COMPLEMENTS : Chronogrammes de quelques tensions u13 u 23 u21 u 31 u 32 u12 u13 u 23 u 21 u 31 u 32 Empiètement Sur la représentation précédente, nous n'avons pas fait apparaître la déformation de la tension u due à la durée de commutation des diodes. En réalité, pendant cette durée de commutation, deux diodes conduisent simultanément. Cette durée dépend, entre autre, des inductances de fuite du transformateur, des inductances de câblage. Reprenons les chronogrammes précédents ; plaçons nous dans le cas d'une charge à courant constant et étudions la commutation des diodes D1 et D2. Dans l'intervalle 0, 2π cette commutation débute à  = π/3 rad. Isolons fictivement la partie du circuit en conduction et modélisons les inductances de fuite des enroulements du transformateur. 1 i 1 v 1 2 v 2 m 12 i 2 l 1 u D1 m 21 D2 l 2 M i = Cste uploads/Science et Technologie/ me-6mtqfg-converti.pdf