Modulation d'énergie : les composants d'électronique de puissance

Résumé du document

L'électronique de puissance permet de remplacer les transformations d'énergie effectuées autrefois par des groupes de machines tournantes :
- le redresseur à diodes est équivalent à la commutatrice ;
- les redresseurs contrôlés sont analogues à un groupe moteur asynchrone génératrice à courant continu ;
- les gradateurs remplacent les autotransformateurs à prise variable ou à curseur ;
- l'onduleur autonome était réalisé par l'ensemble moteur à courant continu couplé à un alternateur ;
- le hacheur, exécuté en petite puissance avec des relais vibreurs, peut maintenant être exécuté en très forte puissance avec des thyristors (...)

Extraits

[...] Dans tous ces cas, le rendement en énergie a été considérablement augmenté avec l'électronique de puissance, qui condamne les groupes convertisseurs. Les applications Dans tous les domaines industriels, de l'électroménager à la traction électrique, on rencontre des applications de l'électronique de puissance; c'est notamment le cas dans les réalisations de: - variateurs de vitesse pour les moteurs à courant continu; - variateurs de vitesse pour les moteurs à courant alternatif; - alimentations sans coupure. Le tendance est à l'association de l'électronique de puissance avec le moteur, dans le cas de moteurs synchrones auto-pilotés. [...]

[...] - chute de tension directe nulle; - courant inverse nul. 4-2 Caractéristiques des diodes Elles sont données par les constructeurs sous formes d'abréviations en lettres: c. les températures Tamb: température ambiante Tcase: température de jonction TJ: température de jonction 4-3 Les boîtiers La jonction PN est protégée par un boîtier qui peut être en verre, en matière plastique ou métallique. Il existe une très grande variété de présentations de ces boîtiers: les plus courantes sont données dans le tableau de sélection ci-dessous. [...]

[...] Le thyristor Pour faire varier la tension d'un redresseur à diodes, il faut agir sur la tension d'entrée, par exemple en faisant varier le nombre de spires du transformateur. Avec les thyristors, il est possible de faire varier la tension de sortie en agissant sur le temps de conduction du semi- conducteur; on obtient alors un redressement contrôlé. 5-1 Rappels théoriques Le thyristor est une diode commandée qui possède une gâchette en plus de l'anode et de la cathode. b. [...]

[...] Une impulsion négative sur la gâchette assure le blocage des thyristors. Il existe des thyristors GTO jusqu'à 400A sous 2500V. 5-4 Circuit d'amorçage des thyristors Le circuit d'amorçage a pour but d'appliquer sur la gâchette du thyristor une tension positive; en redressement commandé, cette tension devra être synchronisée pour que l'amorçage s'effectue à des instants précis, en général, sous fourme d'impulsions. Définition d'une impulsion: - Amplitude de l'impulsion (vu précédemment) - Durée de l'impulsion: ce facteur est très important. Lorsque le courant de gâchette disparaît, il faut que le courant principal ait atteint la valeur du courant d'amorçage IL, sinon, il n'y a pas amorçage. [...]

[...] Conclusion Pour augmenter le rendement de la commutation, on fait appel à des circuits d'aide à la commutation (CALC). 7-2 Montage des transistors a. Mise en parallèle Pour obtenir des courants commutés importants, on peut être conduit à mettre des transistors en parallèle. Un déséquilibre du courant collecteur peut alors se produire, qui entraînerait la détérioration de l'un des transistors puis de l'autre. Pour éviter ce risque, on place des résistances d'équilibrage d'émetteur. b. Mise en série Elle est possible mais peu utilisée en raison de problèmes de synchronisation de la commande. [...]