Le gradateur permet une modulation d'une source de tension alternative (AC) vers une tension alternative

Le schéma de principe de ce convertisseur est présenté ci-contre. Il s'agit d'un interrupteur commandé qui laisse ou non passer le courant. L'objectif est de faire varier la valeur efficace de la tension aux bornes de la charge.

La schéma ci-contre montre la représentation symbolique et une image de l'élément couramment utilisé pour réaliser cet interrupteur commandé : le triac.

Gradateur à angle de phase : la commande par « angle de phase » pour les charges à faible inertie (éclairage)

Nous pouvons déterminer la puissance moyenne fournie à une charge purement résistive : \(\mathbf{\large{\bar{P} = P_{moy} = \frac {U^{2}}{R}} \times (1 \times - \frac {\theta}{\pi} + \frac {sin 2 \theta}{2 \pi})}\)

Gradateur à train d'ondes : réservé aux charges à forte inertie (systèmes thermiques : chauffage d'un volume de solide, d'un débit de liquide ou de gaz) souvent associés à une régulation permettant de maintenir une température à une valeur de consigne.

Le circuit de puissance du gradateur à train d'ondes est identique à celui d'un gradateur à angle de phase. Seule l'électronique de commande est différente.

La durée du signal de commande appliqué sur les gâchettes des semi-conducteurs (Triac) permet de moduler l'énergie. Dans le cas d'une régulation de température, l'information issue du régulateur module le temps « t₁ ». Le cycle se répète à chaque période « T ».

On obtint une alternance d'un train d'ondes sinusoïdales (de durée « t₁ ») avec une absence de tension sur une période de quelques secondes.

La puissance délivrée dépend du rapport cyclique : \(\mathbf{\large{\alpha = \frac {t1}{T}}}\)

Nous pouvons déterminer la puissance moyenne fournie à une charge purement résistive : \(\mathbf{\large{\bar{P} = P_{moy} = \alpha \times (\frac {U^{2}}{R}})= \alpha \times P_{nominale}}\)

Performances : ce procédé de modulation d'énergie ne dégrade pas le facteur de puissance de l'installation