Gradateur et redresseur contrôlé

Sommaire de ce cours :

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Découpage du signal sinusoïdal

Le gradateur à triac en vidéo

On observe sur cette vidéo le fonctionnement du gradateur à triac.

Schéma de base du gradateur

La bobine et le condensateur 0.1 µF en gris, (self de choc), servent d'antiparasites et n’interviennent pas dans le fonctionnement technique du gradateur.

Le DIACConstitué de 2 thyristors, (pour fonctionner en ~ : bidirectionnel), chacun piloté par une Zener lui conférant un seuil de conduction ≃ 32 Volts :
Avant ce seuil, il ne conduit pas laissant le condensateur 0.1 µF en rouge se charger, dès que Uc > 32 V, le DIAC se met à conduire ce qui va décharger le condensateur dans la gâchette du triac qui à son tour deviendra passant !
Le DIAC n'existe qu'en 32 Volts pour cet usage ! Composant très unique :-) est un composant très particulier qui n'est utilisé... que pour le gradateur !
C'est lui qui déchargera le condensateur 0.1 µF en rouge, dès que la tension à ses bornes atteindra 32 Volts, dans la gâchette du triac afin de l'amorcer, (la décharge du condensateur envoie l'impulsion), et laisser circuler le courant électrique.
Le potentiomètre permet de régler ce temps de retardEt donc le délai avant l'impulsion :
Retard t avec gradateur

(temps t = R × C) modifiant Us moyen Tension moyenne gradateur

Plus le retard est élevé, plus faible est le surface disponible. Seul les récepteurs à forte inertie fonctionnent correctement :
Moteurs universels, asynchrones si charge de type ventilation (couple proportionnel² (au carré) de la vitesse), ampoules à filament (scintillement quelquefois perceptible à faible puissance), LED uniquement les modèles dimmables...

Mais ne raccordez jamais une alimentation d'ordinateur ou autre sur un gradateur !
Risque de surtension !
. La résistance 3.3 kΩ est un talon limitant I quand le potentiomètre est au minimum, sans elle : court-circuit !
Tension moyenne efficace sortie gradateur

Tension moyenne efficace sortie gradateur

Mise en valeur absolue (alternances toutes positives). En bleu la tension moyenne en sortie.

Le redressement contrôlé

Ce montage est encore quelquefois utilisé, mais surtout présent dans les variateurs convertisseurs de fréquence pour moteur asynchrone où il porte le nom de pont mixtePont redresseur mixte à base de diodes et thyristors.
Généralement triphasé double alternance, 6 diodes (voir cours sur le redressement au besoin) et permet la ré-injection de la femForce électromotrice, quand le moteur est en sur-vitesse par rapport à la consigne variateur. moteur dans le réseau.

Ici, les thyristors ne sont jamais pilotés au niveau de leur gâchette, par conséquent Us = 0 !

Pont mixte thyristors monophasé double alternance à 50%

Désormais, les gâchettes sont pilotées avec un retard d'1/2 alternance : Us ≃ 1/2 de Ue.
Notez qu'en raison de la forme sinusoïdale, 1/4 de l'alternace ne serait pas du tout égal à 1/4 de Ue, mauvaise linéarité du ratio : temps de conduction/tension moyenne !

Voici U moyen unidirectionnelOn ne peut pas évoquer le terme continu : ce signal n’est pas constant et passe même par 0 ! qui on le voit bien n'est pas vraiment proportionnelLa non linéarité évoquée auparavant, limite encore son utilisation au retard et n'est acceptable que pour des récepteurs à forte inertie (moteurs, résistances).