Topologies
| Topologie | Thyristors | Phases | Impulsions/Cycle | Usage Typique |
|---|
| Pont Complet Monophasé | 4 (T1-T4) | 1φ | 2 | Petits Entraînements, Chargeurs Batterie (<5kW) |
| Pont Complet Triphasé | 6 (T1-T6) | 3φ | 6 | **Standard Industriel** (Entraînements CC, Électrolyse, HVDC) |
| Demi-onde Triphasé | 3 | 3φ | 3 | Obsolète (Saturation CC Transfo) |
Principe : Contrôle Angle Tir (α)
- α = 0° : Thyristor tire au Point Commutation Naturel (Comportement Diode). **Max Vcc = Vdo**.
- 0° < α < 90° : **Mode Redressement.** Vcc = Vdo cos α. Puissance CA → CC. (Vdo = 1,35 VLL(rms) pour 3φ).
- α = 90° : Vcc = 0. Frontière.
- 90° < α < 180° : **Mode Inversion.** Vcc Négatif. Puissance CC → CA. Nécessite **Source CC Active** (Batterie, Contre-EMF Moteur, Autre Redresseur).
Formes d'onde & Équations Clés (Pont Complet Triphasé)
- Tension CC Moyenne : Vcc = (3√2/π) VLL cos α = **2,34 VLL cos α** (Vide).
- Courant CC Efficace : Icc (avec réacteur lissage).
- Courant Entrée : Quasi-Carré. **Facteur Puissance Déplacement (FPD) = cos α.** FP ↓ quand α ↑.
- Harmoniques : Côté CA : h = 6k ± 1 (5ème, 7ème, 11ème, 13ème...). **%THDI ≈ 30%** (Sans Filtre). Côté CC : 6ème, 12ème... (Nécessite Réacteur Lissage).
Éléments Conception Critiques
- Commande Gate : Transformateurs Impulsions Isolés / Opto / CI Commande Gate. Doit fournir **Fort dI/dt** (1-5 A/µs) pour amorçage rapide. Tir Dur (Train Impulsions Continu) pour fiabilité.
- Commutation : **Naturelle (Commutation Réseau).** Nécessite Source Tension CA. **Échoue sur Charge Passive (R seul) à α Élevé** — Courant va à zéro avant tir thyristor suivant → **Défaillance Commutation.** Nécessite **Gros Réacteur Lissage (Ld)** pour Conduction Continue.
- Protection : **Snubbers (RC)** protection dv/dt. **Crowbar / Fusible Rapide (I²t)** pour Court-Circuit. **MOV / TVS** pour Surtension.
- Contrôle : Analogique (Croisement Cosinus) ou Numérique (DSP/FPGA — PLL + Boucles PI Tension/Courant + Calculateur α).
Applications
- Entraînements Moteurs CC (Héritage / Haute Puissance) : 4-Quadrants (Moteur/Freinage, Av/Ar) via Double Convertisseur (Ponts Dos-à-Dos) ou Inversion Champ.
- Électrolyse / Électrodéposition / Métallurgie : Courant Élevé (kA-MA), Basse Tension. Contrôle Courant Précis.
- Transport HVDC (LCC - Convertisseur Commutation Ligne) : ±800kV, 6400MW. 12-Impulsions (2×6-Impulsions, Décalage 30°) → 24-Impulsions. Filtres Harmoniques (CA & CC).
- Charge Batterie (Industriel) : Profils Courant Constant / Tension Constante.
- Systèmes Excitation (Alternateurs Synch) : Excitatrice Tournante / Excitatrice Statique.
Entièrement Commandé vs Demi-Commandé vs Non Commandé
| Type | Dispositifs | Contrôle Vcc | Quadrants | FP à α>0 | Coût |
|---|
| Non Commandé (Diode) | 6 Diodes | Fixe (Vdo) | 1 (Redressement Seulement) | ~0,95 | Bas |
| Demi-Commandé | 3 Thyristors + 3 Diodes | 0 à Vdo (α 0-90°) | 1 (Redressement) | Mieux (Roulement Libre) | Moyen |
| Entièrement Commandé | 6 Thyristors | Vdo à -Vdo (α 0-180°) | 2 (Redressement + Inversion) | cos α (Mauvais α Élevé) | Élevé |
Remplacement Moderne : Redresseur Actif (AFE / Redresseur PWM)
IGBT/SiC MOSFET + PWM + Filtre LCL → **FP Unité, THD Faible (<5%), Bidirectionnel, Régénératif.** Remplace LCC dans nouveaux entraînements, Stockage Réseau, Chargeurs VE. **LCC reste Roi pour >100MW HVDC.**
