Machine à courant continu : Inverser courant et tension avec thyristors.

[invite7a1ed834]

Bonjour à tous,

J'ai un exercice en SI sur les machines à courant continu. Pour vous placer dans le contexte c'est un banc d'essai d'une boite de transmission principale (BTP) d'hélicoptère.
La question est : "Le banc doit permettre d'inverser le sens de rotation du moteur (de quadrant 1 à quadrant 3). Quelles grandeurs électriques doit on inverser sur le moteur ? Expliquer comment avec la structure électronique à double pont de GRAETZ, donnée dans le document réponse, on va obtenir cette inversion. Préciser le groupe de thyristors qui sera commandé."

Je n'ai pour ainsi dire jamais utiliser les thyristors. Voici le circuit :

Capture d’écran 2016-04-24 à 03.35.05.png

J'ai également une notice sur leur fonctionnement.

Capture d’écran 2016-04-24 à 03.36.08.png


Seulement ne les ayant jamais utilisés, j'aimerai juste une piste pour me lancer, ou un exemple d'un circuit bouclé pour savoir comment inverser tension et courant (car il faut inverser u et i pour passer du quadrant 1 au quadrant 3).

Si l'un d'entre vous à l'amabilité de m'aider, je lui en serai très reconnaissant.


Bien à vous,
-----

[inviteede7e2b6]

hello ,

question liminaire: que sais tu des redresseurs commandés en général , et des redresseurs triphasés en particulier ?

[invite7a1ed834]

Honnêtement, je ne connais pas grand chose dessus.
Par contre on a une notice aussi concernant le redresseur triphasé puisque dans l'étude c'est du 3X380V
Je vous mets la notice ci-dessous.

Je vous remercie pour votre réponse ! N'hésitez pas à me poser d'autres questions.

Capture d’écran 2016-04-24 à 14.14.36.png

Capture d’écran 2016-04-24 à 14.13.57.png

[jiherve]

Bonsoir,
Avec un moteur continu il serait difficile d'inverser U sans inverser I!
Donc on commande l'un des pont ou l'autre.
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7a1ed834]

Vous savez comment avec la structure à double pont on pourrait réaliser cette inversion ?
Je ne vois pas comment faire.
J'apprécierai vraiment et serai très reconnaissant d'une aide de votre part.

Merci pour votre réponse !

[inviteede7e2b6]

dessine les sinusoïdes des 3 phases , et détermine la mise en conduction des thyristors en fonction de la polarité à obtenir.

[gienas]

Bonjour à tous

dessine les sinusoïdes des 3 phases , et détermine la mise en conduction des thyristors en fonction de la polarité à obtenir.

Hum hum. Pour quelqu'un qui "tombe de son arbre", je trouve que ta suggestion est un peu difficile.

J'en suggère une autre à suivre par Tillititi.

1- analyser séparément chacun des groupes de thyristors de la première image du #1, et, pour simplifier le raisonnement, de remplacer les thyristors par des diodes pour aller droit au résultat.

2- conclure sur la fonction (action sur le moteur) de chacun des groupes. Attention! Ne surtout pas mettre les deux groupes avec les diodes simultanément en service.

3- Expliquer pourquoi "l'interdiction" du 2- ci dessus.

3- Se documenter et comprendre quel est le fonctionnement des thyristors, appelés aussi SCR et redresseurs commandés (en français).

4- comprendre quand/comment il commence à conduire.

5- comprendre quand/comment il se bloque. En particulier, peut-on le bloquer par une action volontaire?

6- Appliquer ces particularités à chacun des groupes de thyristors, en mode triphasé, sans oublier la réserve 2- ci-dessus.

Je reste à l'écoute.

[inviteede7e2b6]

Bonjour à tous
Hum hum. Pour quelqu'un qui "tombe de son arbre", je trouve que ta suggestion est un peu difficile.

je ne soulignerai pas l'expression qui me vaudrait un tacle unanime de la modo
selon le vieil adage "on ne prête qu'aux riches"

on peut simplifier l'étude telle que je propose en "oubliant" une phase.

avec deux on peut analyser le fonctionnement , c'est valable puisque ça marcherait
(boiteux mais ça tourne)

à partir de la ça devient assez simple SI la notion de redressement est maitrisée.

[invite7a1ed834]

Bonjour à vous deux,

Je vous remercie vivement pour vos réponses.
J'ai tenté de commencer à appliquer vos points gienas :

1) Si je remplace les thyristors par des diodes je ne peux faire passer le courant que dans un sens dans chaque groupe de thyristors. (vers le haut pour le groupe 1 et vers le bas pour le groupe 2) et suivant la tension je peux ne pas le faire passer du tout.

2) J'aurais tendance à dire que la fonction serait de diriger le courant qui va passer dans le moteur et donc l'entrainer dans un sens ou dans l'autre. Je lis sur plusieurs sites qu'il faut inverser le sens du courant dans l'induit ou l'inducteur pour inverser le sens de rotation.
Par contre je ne trouve pas dans quel sens le moteur va tourner (horaire ou antihoraire) selon que le courant se dirige du + vers le - ou du - vers le +.

3) Je dirai que si l'on fait marcher les deux en même temps il peut y avoir une boucle de courant qui fait que passer par les diodes et ca les grilles.

4) 5) Ca ressemble à une diode parce qu'il faut V >= 0 pour qu'un courant puisse être envoyé sauf que la différence et qu'après on peut inverser la tension alors que dans une diode le courant ne passerait plus.
On peut le bloquer si on annule le courant.

6) Là ca devient concret et je vais avoir un peu plus de mal je pense ^^
Je pense que suivant dans quel sens tourne le moteur avec ma question au petit 2), vu qu'on veut du quadrant 1 au quadrant 3 on va vouloir inverser le sens et donc faire marcher un des deux groupes. Mais pourquoi 3 thyristors alors que 1 seul suffirait ? Je suppose que c'est lié au réseau triphasé.


Je vous remercie d'avance pour votre aide précieuse.

Bien à vous,

[jiherve]

Bonsoir,

qu'après on peut inverser la tension alors que dans une diode le courant ne passerait plus.

Non un thyristor c'est une diode qui ne conduit que lorsqu'on lui demande et que c'est possible , un thyristor soumis à une tension inverse ne conduit pas c'est tout de même un redresseur.
JR

[inviteede7e2b6]

tu peux parfaitement étudier avec des diodes.

évidemment , tu ne peux avoir une diode passante en haut et en bas de la même branche

[invite7a1ed834]

Je vous remercie pour votre réponse.

Dans la deuxième image de mon tout premier post il est pourtant mis que le thyristor peut continuer à conduire même si la tension s'inverse.
Du coup rédigée proprement, quelle serait la réponse à "Expliquer comment avec la structure électronique à double pont de GRAETZ, donnée dans le document réponse, on va obtenir cette inversion. Préciser le groupe de thyristors qui sera commandé."

[inviteede7e2b6]

un thyristor ne conduit pas en inverse , ou alors c'est un TRIAC.

c'est donc bien un pont de GRAETZ piloté

[jiherve]

re

Dans la deuxième image de mon tout premier post il est pourtant mis que le thyristor peut continuer à conduire même si la tension s'inverse.

oui j'avais vu et c'est une betise.
JR

[invite7a1ed834]

Je ne savais déjà pas ce qu'était un thyristor, alors encore moins pour un TRIAC, mais je vous crois absolument.
Merci pour les précisions !

Et pour la réponse à la question ?

[inviteede7e2b6]

j'ai perdu le fil... quelle est la question ?

[jiherve]

Bonsoir
la réponse est qu'il faut piloter l'un des ponts puis l'autre.
En clair on fait varier l'angle d'ouverture des thyristor depuis une demi période complète (par thyristor) jusqu'a zéro pour un pont et ensuite on ouvre progressivement l'autre pont,voir ce joli site.
http://sitelec.org/cours/abati/redc.htm
JR

[gienas]

... Dans la deuxième image de mon tout premier post il est pourtant mis que le thyristor peut continuer à conduire même si la tension s'inverse ...

Je confirme, comme jiherve et PIXEL que c'est faux, enfin pas complètement, mais tout comme.

Il faut considérer que le courant sera unidirectionnel, comme dans une diode.

Il ne démarrera, le courant, sur commande, que pour la bonne polarité de la tension, et ne cessera que pour les conditions suivantes:

1- un courant trop faible pendant un certain temps;

2- un courant nul pendant un certain autre temps;

3- une inversion de tension (cathode positive par rapport à l'anode et pas l'année) pendant un temps bien plus court que les deux précédents.

Pour l'application qui t'intéresse, tu considères le cas 3- pour le blocage. Tu le supposes équivalent au cas 2-. Tes SCR n'auront qu'un courant nul (tant qu'ils ne seront pas déclenchés), ou direct jusqu'à leur blocage.

C'est à toi de choisir le moment du début de la conduction, mais ce n'est pas toi qui décides du blocage, c'est l'annulation/inversion de la tension à ses bornes.

[jiherve]

Bonsoir

cathode positive par rapport à l'année

sans doute les anodes bissextiles !
JR

[inviteede7e2b6]

le correcteur orthographique a encore frappé !

[gienas]

... sans doute les anodes bissextiles ! ...

Merci jiherve d'avoir signalé la faute.

Quand les correcteurs orthographiques prennent le pouvoir, ils pensent toujours avoir raison.

[invite7a1ed834]

Je vous remercie à tous pour vos réponses.
J'ai regardé votre site jiherve, seulement ce qui est bizarre dans ma question c'est que "Préciser le groupe de thyristors qui sera commandé.", donc il ne faut commander qu'un seul des deux groupes. Ce que vous appelez pont est bien un groupe de thyristors ? Parce que je suis même sensé entourer le groupe qui sera commandé en rouge dans la question. Donc si je dois commander à moitié les deux ca parait bizarre.

Vous ne m'avez pas dit non plus, le moteur tourne dans quel sens (horaire ou antiphonaire), suivant si i va de + vers - ou de - vers + ?

Je ne vois pas bien ce qu'il se passe.
En gros 1) on permet à un thyristor de laisser passer le courant grâce à une tension. D'où provient la tension, du réseau triphasé ?
2) Le courant passe comme on le souhaite suivant les endroits où on applique notre tension pour lancer les thyristors.
3) On ne touche plus à rien tant qu'on ne veut pas passer de moteur à générateur ou de moteur à moteur ou générateur à générateur en inversant le sens de rotation.

Pouvez vous expliciter mes trois points s'il vous plait ? Ca a l'air clair et simple pour vous, et je voudrais juste l'exemple comme ceci de ce qui permet d'aboutir à mon inversion et je tenterai un autre exercice dessus pour voir si j'ai bien compris.

Je vous remercie à tous pour votre aide précieuse.

[gienas]

Bonjour à tous

J'ai le sentiment, en lisant tes nouvelles questions, que c'est encore un gouffre qui existe entre "ce que tu sais" et "ce qu'il faudrait savoir/comprendre" pour que l'exercice soit profitable pour ta formation. Tu n'es pas dans ton élément (filière), et je me demande de plus en plus, à quoi bon se décarcasser.

En vrac, pour tenter de progresser, mais il faudra bien que ce soit toi qui prenne les rennes:

0- le sens de rotation du moteur dépend bien de la polarité du courant et de la tension, mais il est imprévisible autrement que par l'essai pratique. On applique une polarité, on fait donc tourner, et on note le sens de rotation. Certains constructeurs notent ce sens sur la plaque, mais ce n'est pas une règle. Seule la datasheet permet de savoir si c'est prévu.

1- question pas claire. S'agit-il du courant de puissance ou du courant (tension) de déclenchement (amorçage) du thyristor? Si c'est la puissance, bien sûr, c'est le triphasé d'alimentation. Si c'est l'amorçage, c'est une alimentation très spécifique, totalement isolée galvanique ment de tout le reste, généralement le secondaire d'un "petit" transformateur dit de déclenchement, qui fournit une impulsion qui garantit l'amorçage. Chaque thyristor a son propre transfo d'amorçage, et il est le seul à s'amorcer quand il reçoit son impulsion. Le site de jiherve avec son animation est prodigieux, mais il est trompeur, car on y perd la notion du temps qui passe, et la simultanéité des évènements.

2- oui. Le "jeu" consiste à présenter l'impulsion d'amorçage à chaque thyristor au moment où sa polarisation est celle qui convient.

3- oui. Une fois amorcé, on n'a plus aucun moyen de contrôle. C'est la polarisation de la source triphasée qui va, immanquablement bloquer chacun des SCR en leur temps.

À toi, à présent, de te triturer les méninges pour assimiler tout cela et en sortir ta solution.

À simple titre de curiosité, pour tenter de me faire comprendre à moi, peux-tu préciser quelle est ta filière, ton niveau de formation, et à quoi est destinée la solution du problème qui t'est posé?

[antek]

1) on permet à un thyristor de laisser passer le courant grâce à une tension. D'où provient la tension, du réseau triphasé ?
2) Le courant passe comme on le souhaite suivant les endroits où on applique notre tension pour lancer les thyristors.
3) On ne touche plus à rien tant qu'on ne veut pas passer de moteur à générateur ou de moteur à moteur ou générateur à générateur en inversant le sens de rotation.

1) On envoie une impulsion sur la gâchette à un instant judicieusement choisi.
Cette impulsion est générée par un circuit de commande qui ne figure pas sur le schéma.

2) On peut le dire comme ça.

3) Les commandes sont à appliquer à chaque cycle (sinon les thyristors se bloquent tout seuls)

[jiherve]

Bonjour
une précision supplémentaire le contrôle complet du moteur , inversion de marche et variation de vitesse, demande de générer 12 signaux de commande, 6 pour chaque pont.
JR

[invite7a1ed834]

Je vous remercie à tous une fois de plus pour vos réponses. Vous êtes géniaux.

Je ne souhaite pas comprendre précisément tout des thyristors et des ponts de graetz, en fait je suis en spé tsi et c'est une question d'une épreuve de si, sauf que c'est quelque chose que je n'ai pas vu je ne sais pas pourquoi, le reste de l'épreuve ca va mais le concours arrivant, je me dis que si par hasard une question sur ca retombe, autant que j'essaye de comprendre le procédé puisque pour le reste je m'en sors à peu près. (donc je suis moins dans l'idée que ce soit profitable pour ma formation, plus dans l'idée de gratter 0,5 point au concours)
Seulement je n'ai pas trouvé une leçon ou un exercice similaire corrigé dessus, pour pouvoir m'inspirer du corrigé et comprendre.

Je n'aurais pas pu déduire seul que l'on envoyait une impulsion d'une alimentation isolée, et qu'ensuite il n'y avait plus de moyen de contrôle, je vous remercie.
Donc pour ma question "Expliquer comment avec la structure électronique à double pont de GRAETZ, donnée dans le document réponse, on va obtenir cette inversion. Préciser le groupe de thyristors qui sera commandé."

Je dis qu'on active par exemple les thyristors 1-2-3 et 10-11-12 à l'aide de notre alim spécifique, le moteur tourne dans un sens, et pour l'inverser on attend que la polarisation de la source triphasée bloque les thyristors et l'on active les thyristors 4-5-6-7-8-9. Avec ceci on aura inverser le courant ET la tension de l'induit (ou inducteur corrigé moi si je me trompe) et on sera passé du quadrant 1 au quadrant 3 ?

[jiherve]

Re
c'est presque çà sauf que l’échelle de temps n'est pas celle de la période du secteur mais des dizaines voire centaines de secondes car si le moteur entraine un rotor d’hélico il y a de l'inertie et donc grâce à un contrôle subtil de la durée de conduction de chaque thyristor on réduira progressivement la vitesse de rotation de l'ensemble avant de changer de sens et de raugmenter doucement la vitesse.
JR

[invite7a1ed834]

C'est fou on dirait qu'un thyristor on peut le contrôler au poil près avec une petite tension d'alimentation.

Je vois, je vous remercie pour votre réponse.
Et le + et le - sur mon premier schéma ne veulent pas dire quelque chose ? Vu que la question précise bien un groupe de thyristors à commander, supposons qu'un groupe soit en train d'être utilisé, on va abaisser ce groupe jusqu'à 0 puis lancer l'autre pour inverser le sens de rotation.
Mais quel groupe puis-je entourer pour ma question ? Aucun ? Ou je précise que les deux vont influer. Je me demande si le + et le - n'indique pas la tension de base du moteur et donc comme par convention le sens du courant est positif du + vers le -, qu'au début c'est mon groupe de thyristors 2 qui est activé. (Je fais qu'une supposition comme il y a un + et un - sur la figure et vu le sens de la question, je n'ai pas oublié que vous m'avez dit que le sens du moteur ne peut pas être su sans faire un test)

[jiherve]

Re
oui en effet tu peux considérer qu'au début la polarité est celle indiquée sur le moteur.
nota : un thyristor se contrôle en courant, ce qui compte c'est le courant de gâchette.
JR

[invite7a1ed834]

Donc pour inverser polarité du moteur et courant, je commence par jouer sur le groupe de thyristors 2 avec le courant de cachette jusqu'à ce que ce soit nul puis j'utilise le groupe de thyristors 1 ?