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LA PRESENTE THESE PORTE SUR L'ETUDE D'UNE ALIMENTATION DESTINEE A DES EQUIPEMENTS DE TELECOMMUNICATION. ELLE PROPOSE UNE NOUVELLE TOPOLOGIE ASSOCIANT EN CASCADE DEUX CONVERTISSEURS STATIQUES. LE NIVEAU DE PUISSANCE VISEE EST 12 KW. LES NOUVELLES NORMES VISANT LA DIMINUTION DES PERTURBATIONS INDUITES DANS LES RESEAUX DOIVENT ETRE PRISES EN COMPTE DES LA CONCEPTION DES NOUVEAUX APPAREILS. LA STRUCTURE D'ENTREE DU CONVERTISSEUR EST UN CONVERTISSEUR TRIPHASE A ABSORPTION DE COURANTS SINUOIDAUX. ELLE REALISE UNE CORRECTION DE FACTEUR DE PUISSANCE (C.F.P.) EN UTILISANT UN PRINCIPE TRES EFFICACE DE FILTRAGE ACTIF A DECOUPAGE ENTRE PHASE (F.A.D.E.P.). LE CONTROLE DU COURANT DE LIGNE ABSORBE EST OBTENU PAR LA MISE EN UVRE DE TROIS INTERRUPTEURS BIDIRECTIONNELS EN COURANT ET EN TENSION PLACES ENTRE PHASES ET ASSOCIES A DES INDUCTANCES ADDITIONNELLES. LES NOMBREUSES STRATEGIES DE CONTROLE POSSIBLES D'UN TEL CONVERTISSEUR ONT ETE ETUDIEES. DES CRITERES DE COMPARAISON REPOSANT PRINCIPALEMENT SUR UNE ANALYSE DU COURANT DE COMPENSATION ONT ETE ETABLIS ET ONT PERMIS DE RETENIR LA STRATEGIE LA PLUS EFFICACE. LES AVANTAGES DE CETTE SOLUTION DE FILTRE ACTIF SONT LIES A LA SIMPLICITE DE LA STRUCTURE EN COMPARAISON AVEC DES SOLUTIONS PLUS FREQUEMMENT RENCONTREES. CETTE SECTION INDUIT UN NIVEAU DE TENSION PREREGULEE AU POINT DE COUPLAGE AVEC LE SECOND ETAGE. CECI EST FAVORABLE A LA DIMINUTION DES PERTES PAR CONDUCTION POUR LE CONVERTISSEUR ASSOCIE. LE DEUXIEME CONVERTISSEUR ASSOCIE EST CONSTITUE D'UN ONDULEUR MULTIRESONANT. IL ASSURE PREMIEREMENT, L'ABAISSEMENT NECESSAIRE DE LA TENSION DE MEME QU'UNE ISOLATION GALVANIQUE. DEUXIEMEMENT, LA TECHNIQUE DE RESONANCE Y EST EMPLOYEE DANS LE DOUBLE BUT DE REDUIRE LES PERTES PAR COMMUTATION ET LES EFFETS PERTURBATEURS D'UNE COMMUTATION DURE A FORTS DV/DT OU DI/DT. UNE APPROCHE TRES PROBANTE DE LA CONCEPTION DU CIRCUIT MULTIRESONANT A PERMIS DE DEVELOPPER UN ALGORITHME DE DIMENSIONNEMENT. LA STRUCTURE COMPLEXE DE TYPE LCCL PREND EN COMPTE L'EFFET DE L'INDUCTANCE DE FUITE PARASITE DU TRANSFORMATEUR. LES CRITERES DE LA PUISSANCE UTILE, DE LA GAMME DE FREQUENCE ET DE LA SURTENSION AUX BORNES DES CONDENSATEURS SONT UTILISES POUR CALCULER LES COMPOSANTS NECESSAIRES. LES CARACTERISTIQUES DE SORTIE SONT OBTENUES DANS LES CONDITIONS DE COURT CIRCUIT, DE FONCTIONNEMENT A VIDE ET A PUISSANCE NOMINALE. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT EN COMMUTATION AU ZERO DE TENSION (CZT) EST GARANTI SUR TOUTE LA PLAGE DE REGLAGE DE LA PUISSANCE. AUSSI BIEN LA SIMULATION NUMERIQUE QUE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBSERVES AVEC UN PROTOTYPE DE 1 KW ONT DEMONTRE LA FAISABILITE D'UNE TELLE STRUCTURE. LE FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF ENTIER A ETE SIMULE DANS LE DOMAINE DE FREQUENCE 20 KHZ - 50 KHZ POUR UNE PUISSANCE DE 12 KW
Qu'est-ce qu'un transformateur à semi-conducteurs En réalité, un convertisseur CA-CA, également connu sous le nom de transformateur à semi-conducteurs (SST), transformateur électronique de puissance (PET ), ou transformateur de puissance électronique, est un type de convertisseur de puissance électrique qui remplace un transformateur conventionnel dans la distribution de courant alternatif. Ce type de convertisseur de puissance électrique est connu sous le nom de convertisseur AC-AC. Parce qu'il fonctionne à une fréquence plus élevée, ce type de transformateur est plus compliqué qu'un transformateur traditionnel qui utilise la fréquence du secteur, mais il a également le potentiel d'être plus économe en espace et plus petit qu'un transformateur traditionnel. Les deux principales variétés sont respectivement appelées "vrais" convertisseurs CA-CA et convertisseurs CA-CC-CC-CA. Le convertisseur AC-AC ou le convertisseur DC-DC que l'on trouve souvent à l'intérieur d'un transformateur à semi-conducteurs est en réalité un transformateur. Ce transformateur est ce qui fournit l'isolation électrique et transporte toute la puissance. Ce transformateur est plus compact car les étages inverseurs DC-DC qui se produisent entre les bobines du transformateur sont plus petits. En conséquence, les bobines de transformateur nécessaires pour augmenter ou réduire les tensions sont également plus petites. La régulation active de la tension et du courant peut être effectuée via un transformateur à semi-conducteurs. Il y en a plusieurs qui sont capables de convertir l'électricité du monophasé au triphasé et vice versa. La quantité de conversions qui doivent avoir lieu peut être diminuée en ayant des variations qui peuvent soit entrer soit sortir de l'alimentation CC. Il en résulte une efficacité accrue de bout en bout. Un transformateur modulaire à semi-conducteurs est similaire à un convertisseur multiniveau en ce qu'il est composé de nombreux transformateurs haute fréquence et a la même fonction. Parce qu'il s'agit d'un circuit électrique complexe, il doit être construit de manière à pouvoir résister à des surtensions de toutes sortes, comme la foudre. Comment vous en bénéficierez (I) Conseils et validations sur les sujets suivants : Chapitre 1 : Transformateur statique Chapitre 2 : Facteur de puissance Chapitre 3 : Redresseur Chapitre 4 : Alimentation Chapitre 5 : Onduleur Chapitre 6 : Alimentation à découpage Chapitre 7 : Convertisseur DC-DC Chapitre 8 : Régulateur de tension Chapitre 9 : Électronique de puissance Chapitre 10 : Moteur ? Générateur Chapitre 11 : Convertisseur rotatif Chapitre 12 : Station de conversion HVDC Chapitre 13 : Variateur de fréquence Chapitre 14 : Index des articles électrotechniques Chapitre 15 : Pont en H Chapitre 16 : Convertisseur de phase Chapitre 17 : Convertisseur de tension Chapitre 18 : Chauffage par induction Chapitre 19 : Types de transformateur Chapitre 20 : Machine électrique Chapitre 21 : Glossaire du génie électrique et électronique (II) Répondre au public ic principales questions sur les transformateurs à semi-conducteurs. (III) Exemples concrets d'utilisation de transformateurs à semi-conducteurs dans de nombreux domaines. (IV) 17 annexes pour expliquer brièvement 266 technologies émergentes dans chaque industrie pour avoir une compréhension complète à 360 degrés des technologies des transformateurs à semi-conducteurs. À qui s'adresse ce livre Professionnels, étudiants et diplômés étudiants, passionnés, amateurs et ceux qui veulent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de transformateur à semi-conducteurs.
L'objet de ce mémoire est de montrer l'intérêt des convertisseurs multiniveaux dans la gamme des moyennes puissances ; une application industrielle (chargeur de batteries pour véhicules électriques) illustre ces résultats. Nous consacrons le premier chapitre au choix de la structure du chargeur de batteries. La structure retenue est une association de 2 convertisseurs dont l'un est base sur l'emploi d'un redresseur multiniveaux non réversible et l'autre, un convertisseur à résonance série. Au deuxième chapitre nous proposons une méthode simple pour l'étude harmonique des tension et courant générés par les structures multiniveaux dans le but de montrer l'intérêt de ce type de convertisseur du point de vue de la qualité de forme d'onde. Le troisième chapitre est consacré à l'étude topologique des convertisseurs multiniveaux à association de sources de tension en série. Il montre les simplifications qui apparaissent dans le cas d'applications redresseurs non réversibles en puissance. Nous aboutissons à différentes structures totalement nouvelles. La commande de ces structures est ensuite abordée au quatrième chapitre à l'aide d'un exemple monophasé. A partir d'un formalisme développe au l2ep pour la commande des convertisseurs, nous aboutissons à une modélisation très simple, ce qui permet de définir un type de commande qui est ensuite testé expérimentalement. Enfin nous passons au cinquième et dernier chapitre à l'application au chargeur de batteries où nous étudions plus en détail le second convertisseur constituant le chargeur. Nous obtenons un modèle moyenne très simple du dispositif nous permettant d'évaluer précisément les contraintes imposées aux divers éléments de puissance. Nous terminons par la réalisation et les tests d'un prototype du chargeur
L'électronique de puissance est aujourd'hui une discipline en plein essor, notamment grâce aux nouveaux champs d'applications liés au développement durable et aux énergies renouvelables. Ses bases reposent sur plusieurs décennies d'activités de recherche et développement, que l'auteur expose dans ces pages. Cet ouvrage offre en effet un large exposé sur les structures élémentaires de la conversion statique. Son objectif consiste à proposer une démarche d'analyse et de conception reposant sur une méthode d'étude systématique, et non pas à présenter une simple liste exhaustive des convertisseurs statiques. Fort de cette méthodologie, les montages de base de l'électronique de puissance sont exposés dans le détail, et complétés d'une introduction à la conversion multiniveau. Accompagné d'un CD-Rom d'exercices animés et résolus, cet ouvrage est en premier lieu destiné aux étudiants électriciens ainsi qu'à leurs professeurs. Il constitue en outre une bonne introduction à l'électronique de puissance pour toutingénieur souhaitant s'initier à cette matière.
Le monde de l'electronique de puissance qui se rapporte au domaine industriel (comme les entrainements des moteurs a courant continu et alternatif, les differents chargeurs de batterie, etc.) est en pleine evolution. Une grande partie des equipements preleve leur energie par l'intermediaire d'un redresseur, plus ou moins sophistique. Cependant, la conversion est souvent accompagnee d'une decadence atteignant l'alimentation et se manifestant au niveau des formes d'onde des courants consommes ce qui produit le fait que le courant consomme par l'ensemble n'est pas toujours sinusoidal ni en phase avec la tension vu que les redresseurs se comportent comme une charge non lineaire vis-a-vis du reseau d'alimentation. Donc, le Facteur de Puissance (FP) n'est pas unitaire. La presence d'harmoniques dans le reseau d'alimentation peut, d'une part, etre la source d'un mal fonctionnement d'appareils connectes au meme reseau comme des perturbations mecaniques des entrainements electriques et l'existence de couples pulsatoires, et provoquer, des risques de surtension dus au phenomene de resonance. Les techniques d'amelioraiton du facteur de puissance seront alors primordiales.
Les harmoniques de tension et de courant causés par la prolifération de charges non-linéaires (entraînements électriques, chargeurs de batteries, systèmes d'alimentation continue, centres de télécommunications, industries électrochimiques, fours à l'arc électrique, transports à courant continu, etc.) connectés aux réseaux de distribution de l'énergie électrique nuisent aux performances et à la fiabilité des réseaux (surtensions, courant de neutre excessif, endommagement de transformateurs et d'appareillage sensible, interférences électromagnétiques, vibrations mécaniques dans les entraînements, pertes additionnelles dans les lignes de transport, etc.). Pour remédier à ces problèmes, des normes internationales (IEEE Standard 519, IEC 555-2, série IEC 6000) qui imposent des limitations au contenu harmonique ont été adoptées. Le présent recueil expose trois catégories de dispositifs à base de convertisseurs statiques pour la réduction de la distorsion harmonique et l'amélioration de la qualité d'onde dans les réseaux électriques: les filtres actifs de type shunt ou série, les circuits de correction du facteur de puissance, et les redresseurs autonomes.
LA CORRECTION DU FACTEUR DE PUISSANCE A ETE RECEMMENT INTRODUITE DANS LES CONVERTISSEURS POUR REMPLACER LE FILTRAGE PASSIF EN AMONT DES CONVERTISSEURS ET POUR REPONDRE AUX NOUVELLES NORMES EN VIGUEUR. LA CORRECTION DE FACTEUR DE PUISSANCE DITE MONO-ETAGE A SUCCEDE A CELLE EN DEUX ETAGES QUI EST CARACTERISEE PAR UN COUT ET UN VOLUME ELEVES. CETTE ETUDE VISE DEUX TYPES D'APPLICATIONS. LES APPLICATIONS A FAIBLE PUISSANCE (300 W) SOUS UNE TENSION D'ALIMENTATION DE 230 VEFF ET UNE TENSION DE 54 V EN SORTIE. POUR DES RAISONS DE COUT ET DE VOLUME, LES STRUCTURES ASYMETRIQUES FLYBACK ET SEPIC SONT DES SOLUTIONS REPONDANT AU CAHIER DES CHARGES ET QUI RESTENT INCONTOURNABLES. IL RESSORT EGALEMENT DE CETTE ETUDE, QUE SI LES CONTRAINTES DU CONVERTISSEUR A RESONANCE SERIE FONCTIONNANT EN CONDUCTION DISCONTINUE SONT ACCEPTABLES, ALORS CE DERNIER PEUT AUSSI REPONDRE AU CAHIER DE CHARGE. LE SECOND TYPE D'APPLICATIONS VISEES PAR CETTE ETUDE CONCERNE LA MOYENNE PUISSANCE (3 KW) AVEC UNE TENSION DE 150 V EN SORTIE. DANS CE CADRE, SEULES LES STRUCTURES SYMETRIQUES A RESONANCE A COMMUTATEUR DE COURANT OU A ONDULEUR DE TENSION SONT SUSCEPTIBLES DE REPONDRE AU CAHIER DES CHARGES. POUR LA SECONDE CATEGORIE, ET EN VUE D'UNE GENERALISATION, UNE DISCUSSION SUR LA NATURE DU CIRCUIT RESONANT EST FAITE POUR ETUDIER LE PRELEVEMENT SINUSOIDAL. EN EVALUANT LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS DE CHAQUE STRUCTURE, DEUX CONVERTISSEURS ONT ETE RETENUS ET LES PROTOTYPES REALISES ONT MONTRE UN BON FACTEUR DE PUISSANCE ET LE RESPECT DE LA NORME EN VIGUEUR (EN 61000-3-2).