Composants de Puissance et Convertisseurs Statiques
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Questions and Answers

Quels sont les principaux types de composants de puissance?

Diodes, thyristors, transistors de puissance

Quel est l'objectif principal de l'électronique de puissance?

  • Créer des designs d'applications
  • Produire de l'énergie
  • Développer des fonctions industrielles basiques (correct)
  • Protéger des circuits

    • Les diodes sont des éléments commandés.

    False

    Quelle est la tension directe typique aux bornes d'une diode en conduction?

    <p>0.8 à 1 volt</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui peut être utilisé pour protéger une diode si VRM > VRSM?

    <p>Un réseau RC</p> Signup and view all the answers

    La puissance dissipée dans le composant entraîne sa ______ immédiate.

    <p>destruction</p> Signup and view all the answers

    Quel est le courant direct maximal qu'une diode peut supporter?

    <p>2000 A</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les valeurs typiques des temps de blocage et d'amorçage pour les diodes?

    <p>TON = 1 µs, TOFF = 25 à 100 ns</p> Signup and view all the answers

    Dans quel intervalle de $eta$ la tension de sortie $v_C$ est-elle positive?

    <p>0 &lt; $eta$ &lt; $ rac{ ext{π}}{2}$</p> Signup and view all the answers

    Le courant moyen à la sortie du redresseur est toujours négatif.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Que se passe-t-il lorsque $V_c < 0$ dans le contexte d'un redresseur?

    <p>La puissance devient négative et passe de la machine à la source.</p> Signup and view all the answers

    Le montage du convertisseur utilise un transformateur _________ à point milieu.

    <p>monophasé</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'expression correcte pour le courant découlant de $v_1$ et $v_2$?

    <p>$v_C = v_2$ et $i_s2 = i_c$</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur d’ondulation $K_0$ lorsqu'on considère les valeurs maximales et minimales de $v_C$?

    <p>K_0 = rac{Vm}{4}</p> Signup and view all the answers

    Que représente une machine qui fonctionne comme une génératrice après inversion du courant d'excitation?

    <p>Un onduleur non autonome</p> Signup and view all the answers

    Associez les éléments suivants aux bonnes descriptions:

    <p>D1 = Diode conductrice quand $v_1 &gt; 0$ D2 = Diode conductrice quand $v_2 &gt; 0$ $v_C$ = Tension de sortie du redresseur $i_s1$ = Courant passant par D1</p> Signup and view all the answers

    Quel énoncé décrit le mieux le comportement des redresseurs à diodes sur une charge résistive?

    <p>D1 et D2 se bloquent lorsque D3 et D4 conduisent.</p> Signup and view all the answers

    Sur une période de deux pi pour un redresseur à thyristors, la conduction se produit uniquement entre les angles ψ et θ.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les trois cas pratiques de ponts de redressement identifiés dans le contenu?

    <p>Tous les interrupteurs sont des diodes, tous les interrupteurs sont des thyristors, pont mixte symétrique.</p> Signup and view all the answers

    Dans un pont à diodes sur charge résistive, la tension de sortie est __________ de 0 à pi.

    <p>positive</p> Signup and view all the answers

    Associez chaque terme aux caractéristiques qui lui correspondent.

    <p>Pont à diodes = D1 et D2 conduisent de 0 à π Pont à thyristors = Tension de sortie contrôlée par angle d'amorçage Pont mixte symétrique = Combine les diodes et les thyristors Charge inductive = Le courant est toujours positif</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation est correcte concernant la tension d'un redresseur à thyristors?

    <p>La tension varie en fonction de la conduction et des angles.</p> Signup and view all the answers

    Dans un pont à diodes, le taux d'ondulation est meilleur qu'avec un redressement par diode simple.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel problème est évité dans le cas de charges inductives avec un pont à diodes?

    <p>Problème de discontinuité.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur de puissance primaire pour un redresseur à diodes simple ?

    <p>0.9003</p> Signup and view all the answers

    Le courant efficace primaire est donné par la formule Ip = (n2/n1).Ic.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Comment se comporte le courant ip en fonction de la diode conductrice dans un circuit de redressement ?

    <p>Le courant ip est positif lorsque D1 est conductrice et D2 est bloquée, et négatif lorsque D2 est conductrice et D1 est bloquée.</p> Signup and view all the answers

    Le courant et le facteur de puissance secondaire pour une diode D1 sont donnés par is1 = I_D1 = __________.

    <p>Ic/2</p> Signup and view all the answers

    Associez les variétés de charges avec leur type :

    <p>Charge résistive = Consomme de l'énergie sans stockage Charge inductive = Stocke de l'énergie sous forme de champ magnétique Charge capacitive = Stocke de l'énergie sous forme de champ électrique</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal d'un redresseur à diodes dans un circuit triphasé ?

    <p>Améliorer la qualité du courant redressé</p> Signup and view all the answers

    Dans un redresseur à diodes simple triphasé, les diodes sont toujours conductrices pendant toute la période.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Dans un système triphasé, quelle est l'expression de la tension d'alimentation pour une phase ?

    <p>va = Vm sin(wt)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Composants de Puissance

    • L'électronique de puissance traite des composants et systèmes utilisés pour manipuler des puissances importantes, avec des applications telles que les entraînements régulés, la variation de vitesse, les systèmes électriques et les alimentations de secours.

    Convertisseurs Statiques

    • Les convertisseurs statiques convertissent l'énergie électrique d'une forme à une autre:

      • Alternatif en Continu (Redresseurs)
      • Continu en Alternatif (Onduleurs)
      • Alternatif en Alternatif direct (Gradateurs, Cyclo-convertisseurs)
      • Alternatif en Alternatif indirect (Convertisseurs de Fréquence)
      • Continu en Continu direct (Hacheur Dévolteur ou Survolteur)
      • Continu en Continu indirect (Convertisseurs de Tension)

    • Les convertisseurs statiques permettent de varier la fréquence, la tension et le courant.

    Composants de Puissance

    • Les composants de puissance utilisés dans les convertisseurs statiques sont généralement :
      • Diodes
      • Thyristors (SCR)
      • Transistors de Puissance

    Diodes

    • Les diodes sont des composants non-commandés formés de deux couches de semi-conducteurs dopés (Silicium ou Germanium).
    • Le dopage crée des semi-conducteurs à trous chargés positivement ou à porteurs négatifs.
    • Les diodes supportent des courants directs importants (jusqu'à 2000A) et des tensions inverses élevées (jusqu'à 4000V).

    Caractéristiques d'une Diode

    • Caractéristiques statiques:

      • Tension directe (VF): environ 0.8 à 1 Volt en conduction.
      • Courant direct (IF): courant maximal que la diode peut supporter.
      • Tension inverse maximale répétitive (VRRM): tension inverse maximale que la diode peut supporter à chaque cycle.
      • Tension inverse maximale non répétitive (VRSM): tension inverse maximale que la diode peut supporter pour un nombre limité de cycles.

    • Caractéristiques dynamiques:

      • Amorçage: La tension aux bornes de la diode augmente rapidement, causant une surtension et une dissipation de puissance non négligeable.
      • Blocage: Un courant inverse peut circuler dans la diode pendant un temps appelé période de recouvrement inverse (TOFF).
      • La tension de recouvrement (VRM) peut être élevée et dépend du dir/dt. Une protection par réseau RC peut être nécessaire si VRM dépasse VRSM.

    Critères de Choix d'une Diode de Puissance

    • Tension inverse maximale (VRM)
    • Tension directe minimale (VF)
    • Période de recouvrement inverse minimale (TOFF)
    • Courant direct (IF)
    • Courant direct de pointe (IFSM)
    • Courant inverse maximal (IRM)
    • Temps de commutation (TON et TOFF)

    Redressement par thyristor sur charge inductive

    • Le thyristor est amorcé à wt = .
    • La conduction du thyristor se termine à  (instant de blocage) lorsque le courant s'annule.
    • La conduction sur une période de 2π se produit de  à .

    Pont de redressement monophasé

    • Le pont de redressement monophasé peut être constitué de diodes, de thyristors ou d'une combinaison des deux.

    Pont à diodes sur charge résistive

    • De 0 à  : D1 et D2 sont conductrices car la borne 1 est positive et la borne 2 est négative. Donc vc = v.
    • De  à 2 : la polarité de la borne 1 devient négative et la polarité de la borne 2 devient positive, donc D3 et D4 conduisent et D1 et D2 se bloquent, d'où vc = -v.
    • Le nombre d'alternance par période est 2, ce qui améliore le taux d'ondulation, rendant la tension plus proche du continu et éliminant les problèmes de discontinuité pour les charges inductives.

    Pont à thyristors sur charge résistive

    • La tension de sortie Vc est positive pour 0 <  <  /2.
    • La tension de sortie Vc est négative pour  /2 <  < .
    • Le courant moyen à la sortie du redresseur Ic est toujours positif, ce qui signifie qu'une tension de sortie négative conduit à une puissance négative (VcIc < 0).
    • La puissance passe de la machine à la source (inversion de l’opération) : ce mode est utilisé pour la récupération.
    • La machine se comporte comme une génératrice et l’onduleur devient un "onduleur non autonome" car la fréquence de sortie est fixée par le réseau.

    Montage P2 à diodes

    • L’alimentation du convertisseur se fait via un transformateur monophasé à point milieu au secondaire.
    • v1 et v2 sont deux tensions égales déphasées de .
    • D1 et D2 redressent ces tensions.
    • Pour 0 < wt <  : D1 est conductrice et D2 est bloquée.
    • Pour  < wt < 2 : D2 est conductrice et D1 est bloquée.
    • Le courant primaire (ip) est un courant alternatif non sinusoïdal.
    • Le courant efficace primaire (Ip) est égal à (n2/n1).Ic, où a = n2/n1 est le rapport de transformation du transformateur.

    Redressement d'une source triphasée

    • Pour des puissances élevées, on utilise du redressement sur des sources triphasées.

    Redresseur à diodes simple (P3)

    • Le circuit est composé de 3 diodes et d'une charge.
    • De 0 à /6 : vc > va et vc > vb, donc D3 est conductrice, D1 et D2 sont bloquées.

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    Description

    Ce quiz explore les composants de puissance utilisés dans l'électronique ainsi que les différents types de convertisseurs statiques. Vous apprendrez comment ces dispositifs manipulent l'énergie électrique sous diverses formes, de l'alternatif au continu. Testez vos connaissances sur les applications pratiques et théoriques des convertisseurs de puissance.

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