Etude D Un Convertisseur Dc Ac Ac Commutation Douce D Coupl Par Un Transformateur Haute Fr Quence

Etude d'un convertisseur DC-AC-AC à commutation douce découplé par un transformateur haute fréquence

Ce mémoire traite de la problématique du convertisseur pour une application embarquée dans un véhicule lourd avec un convertisseur de forte puissance fonctionnant en commutation douce. Le premier chapitre est consacré au choix de la structure du convertisseur avec une présentation détaillée de celui-ci. Une quantification des différents paramètres de ce convertisseur est réalisée pour une puissance de 18 kW, une tension de sortie de 400V et une source d'entrée continue fixée en basse tension à 67V. La fréquence de découpage est alors de 40 kHz. Le second chapitre est consacré à l'étude du transformateur haute fréquence intégré dans le convertisseur. Un modèle de transformateur pour les simulations à l'aide du logiciel SABER a été déterminé. Deux technologies de transformateurs sont alors utilisées pour cette étude : une première classique avec un transformateur bobiné, une seconde qui utilise la technologie planar. L'auteur présente ensuite une validation de ces différents modèles par des résultats de simulation et des résultats expérimentaux. Dans le troisième chapitre, la stratégie de commande de ce convertisseur est abordée avec le pilotage des 16 interrupteurs et les différentes contraintes sur les signaux de commandes pour un bon fonctionnement en commutation douce. La quatrième partie présente les différents modèles développés pour la simulation de ce convertisseur avec le logiciel SABER. Des modèles linéaires de commutations des semi-conducteurs MOSFET et IGBT ont été utilisés. Une étude ainsi que la présentation d'un modèle de moteur synchrone brushless à fem trapézoïdale sont proposées. Le modèles est alors développé an langage de programmation MAST. Finalement les différents blocs de commande sont décrits. Dans le cinquième chapitre, l'auteur présente les essais effectués sur la maquette expérimentale pour des puissances de l'ordre de 9 kW sur charge passive (RL) et sur charge active (moteur). Différents essais avec notamment des mesures du rendement pour différentes configurations et une estimation des pertes permettent de valider cette structure. L'auteur termine en montrant l'intérêt de cette structure dans le cas de l'alimentation de plusieurs machines à partir de la répartition des énergies par l'étage alternatif haute fréquence.

Modélisation et simulation sous SABER d'un convertisseur DC-AC-AC à commutation douce

PERFECTIONNEMENTS DE LA COMMANDE ET DU CIRCUIT DES CONVERTISSEURS DC-DC A RESONANCE SERIE NON REVERSIBLES DE MOYENNE PUISSANCE EN VUE D'ETENDRE LEUR DOMAINE DE FONCTIONNEMENT. REALISATION D'UN PROTOTYPE (10 KW

LE CONVERTISSEUR CONTINU-CONTINU A RESONANCE SERIE NON REVERSIBLE POSSEDE DES AVANTAGES INCONTESTES TELS QUE PERTES PAR COMMUTATION FAIBLES, TRES BON RENDEMENT, POSSIBILITE DE TRAVAILLER AVEC DES FREQUENCES DE DECOUPAGE RELATIVEMENT ELEVEES ... DE PLUS, L'AUGMENTATION DE LA FREQUENCE DE TRAVAIL AMENE A SON TOUR LA DIMINUTION DE LA TAILLE DES ELEMENTS DU CONVERTISSEUR TELS QUE L'INDUCTANCE DU CIRCUIT OSCILLANT, LE TRANSFORMATEUR D'ISOLEMENT ET LES FILTRES. PAR LA MEME OCCASION, ON CONTRIBUE A LA DIMINUTION DES COUTS DES INSTALLATIONS. TOUS CES AVANTAGES TROUVENT LEURS ORIGINES DANS LA COMMUTATION SOUS ZERO DE TENSION, C'EST A DIRE DANS L'UTILISATION DES THYRISTORS-DUAUX AU NIVEAU DE L'ONDULEUR. TOUTEFOIS, LE FONCTIONNEMENT EN COMMUTATION DOUCE A SON REVERS : IL PROVOQUE UNE REDUCTION DE L'AIRE DE FONCTIONNEMENT DU CONVERTISSEUR. AUSSI, LE BUT DE NOTRE TRAVAIL EST DE PROPOSER DES SOLUTIONS QUI PERMETTRONT D'ELARGIR L'AIRE DE FONCTIONNEMENT DU CONVERTISSEUR, SANS DEMANDER DES COUTS EXCESSIFS, NI EN MOYENS MATERIELS, NI EN TEMPS DE DEVELOPPEMENT. DANS LE PREMIER CHAPITRE, L'ETUDE DU CONVERTISSEUR, DOTE D'UNE COMMANDE EN FREQUENCE, PERMET DE POSER LE PROBLEME DES LIMITES DE COMMUTATION ET D'INTRODUIRE LA METHODE D'ETUDE. LES DIMENSIONNEMENTS AINSI QUE LES REALISATIONS PRATIQUES DES DIFFERENTS ELEMENTS DU CONVERTISSEUR (CIRCUIT DE PUISSANCE, CIRCUITS DE COMMANDE, CAPTEURS) SONT PRESENTES DANS LE CHAPITRE II. LE CHAPITRE III EST CONSACRE A L'ETUDE D'UNE COMMANDE PAR DEPHASAGE PARTICULIERE. LES CARACTERISTIQUES DE SORTIE DU CONVERTISSEUR AINSI OBTENUES SONT PRESENTEES ET COMPAREES A CELLES ISSUES D'UNE COMMANDE EN FREQUENCE. L'ETUDE THEORIQUE DES CIRCUITS AUXILIAIRES A BASE DE CELLULE DE TYPE ONDULEUR DE TENSION, SUSCEPTIBLES D'ELIMINER LES LIMITES DE COMMUTATION, EST EXPOSEE DANS LE CHAPITRE IV. L'ANALYSE CRITIQUE DE CES CIRCUITS Y EST EGALEMENT PRESENTEE. LE CHAPITRE V TRAITE DE CIRCUITS AUXILIAIRES A BASE DE CELLULE DE TYPE GRADATEUR. DIFFERENTES CONFIGURATIONS SONT ETUDIEES ET LEUR BON FONCTIONNEMENT EST VALIDE EXPERIMENTALEMENT.