Fonction Distribuer – Convertisseurs Statiques
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Objectifs : Comprendre les principes de conversion statique de l’énergie électrique, les différents types de convertisseurs et leurs applications industrielles.
1. Principes Fondamentaux
1.1 Définition et rôle
Dispositif électronique permettant de convertir une forme d’énergie électrique en une autre sans partie mobile :
- Conversion AC/DC (redresseurs)
- Conversion DC/AC (onduleurs)
- Conversion DC/DC (hacheurs)
- Conversion AC/AC (gradateurs)
Symboles normalisés
Redresseur: →|─
Onduleur: ─|→
Hacheur: ─|─
1.2 Composants clés
| Composant | Fonction | Exemple |
|---|---|---|
| Thyristor (SCR) | Commutation AC | Gradateurs |
| Transistor IGBT | Commutation rapide | Onduleurs PWM |
| Diode | Redressement | Ponts redresseurs |
2. Types de Convertisseurs
2.1 Redresseurs (AC → DC)
Monophasé
Pont de Graëtz
1 diode = 0,7V de chute
Triphasé
6 ou 12 diodes
Moins d’ondulation
Umoy = Umax × (2√2)/π ≈ 0,9×Ueff (monophasé)
2.2 Onduleurs (DC → AC)
Technologies principales :
- Onduleur de tension
- Onduleur de courant
- MLI (Modulation Largeur d’Impulsion)
Applications :
- Variateurs de vitesse
- Alimentations sans interruption
┌─────┐ ┌─────┐
│ │ │ │
│ └────┘ └────
Signal MLI typique
3. Applications Industrielles
3.1 Domaines d’utilisation
Énergies renouvelables
- Onduleurs solaires
- Convertisseurs éoliens
Transport
- Traction électrique
- Chargeurs VE
Industrie
- Alimentations à découpage
- Soudage
4. Exercices Pratiques
Exercice : Redresseur monophasé
Un redresseur à diodes alimente une charge résistive R=10Ω sous Ueff=24V AC.
- Calculer la tension moyenne en sortie
- Déterminer le courant moyen
- Calculer la puissance dissipée
5. Synthèse
Avantages des convertisseurs statiques :
- Rendement élevé (>90%)
- Fiabilité (pas de pièces mobiles)
- Compact et léger
- Commande électronique précise
Les convertisseurs statiques sont au cœur des systèmes électriques modernes pour la conversion et le contrôle de l’énergie.
