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 DIACDiode de déclenchement bidirectionnelle (pour fonctionner en ~), sans gâchette, elle ne conduit qu'au-delà de sa tension de retournement ≃ 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 DB3 en 32 Volts est de loin le plus courant pour cet usage, il existe aussi des modèles 40 V, 60 V... est un composant très particulier qui n'est quasiment 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 la surface disponible. Seuls les récepteurs à forte inertie fonctionnent correctement :
Moteurs universels, asynchrones si charge de type ventilation (couple proportionnel 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 de sortie du gradateur

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

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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 : 3 thyristors et 3 diodes (voir cours sur le redressement au besoin). Attention, un pont mixte ne pouvant pas passer en tension négative, seul un pont réversibleTout thyristors en tête-bêche, ou redresseur actif AFE à IGBT 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'alternance 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).