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CETTE THESE TRAITE D'UNE NOUVELLE CONCEPTION DE LA CONVERSION STATIQUE DE L'ENERGIE ELECTRIQUE, FONDEE SUR UNE RECHERCHE SYSTEMATIQUE DE LA COMMUTATION QUI INDUIT LE MINIMUM DE CONTRAINTES SUR LES INTERRUPTEURS: LA COMMUTATION DOUCE. L'AUTEUR PRECISE D'ABORD UN CERTAIN NOMBRE DE NOTIONS FONDAMENTALES DE L'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE ET EN INTRODUISANT LA DUALITE, TANT AU NIVEAU DES STRUCTURES ET DES INTERRUPTEURS QUE DES MECANISMES DE COMMUTATION, IL DONNE UNE DIMENSION SUPPLEMENTAIRE A LA DISCUSSION. L'ANALYSE DES PERFORMANCES D'UNE CLASSE DE CONVERTISSEURS, LES ONDULEURS A RESONANCE, MONTRE QU'ELLES TROUVENT LEURS ORIGINES DANS LES MECANISMES PARTICULIERS DE COMMUTATION DES INTERRUPTEURS QUI POSSEDENT CHACUN UNE COMMUTATION COMMANDEE ET UNE COMMUTATION SPONTANEE. LA COMMUTATION DOUCE EST AINSI MISE EN EVIDENCE AVEC SES AVANTAGES, NOTAMMENT LA REDUCTION DES PERTES ET DE LA POLLUTION DE L'ENVIRONNEMENT DU CONVERTISSEUR. APRES AVOIR DETERMINE LES REGLES D'OBTENTION DE LA COMMUTATION DOUCE, L'AUTEUR PROPOSE UNE APPROCHE NOUVELLE DE LA CONVERSION STATIQUE BASEE SUR L'EXPLOITATION SYSTEMATIQUE DE CE TYPE DE COMMUTATION. LES CONVERTISSEURS A RESONANCE FORMENT LA PRINCIPALE FAMILLE DE CES NOUVEAUX CONVERTISSEURS CONTINU-CONTINU, TOUT D'ABORD NON RESERSIBLES, PUIS REVERSIBLES. IL MONTRE ALORS COMMENT ON PEUT CONCEVOIR LA CONVERSION CONTINU-ALTERNATIF ET DEBOUCHE ENFIN SUR UNE GENERALISATION DU PROCEDE A TOUTES LES FORMES DE CONVERSION. LES MONTAGES PROPOSES SONT ORIGINAUX ET ONT FAIT L'OBJET DE DEPOTS DE BREVETS. APRES AVOIR DONNE LES REGLES DE DIMENSIONNEMENT DE CES NOUVEAUX CONVERTISSEURS, LE MEMOIRE DE THESE SE TERMINE PAR UNE DESCRIPTION DES REALISATIONS INDUSTRIELLES QUI EXPLOITENT DEJA LES RESULTATS DE CETTE ETUDE. DE NOMBREUSES ANNEXES EXPLICITENT CERTAINES METHODES D'ETUDE OU MODES SPECIFIQUES DE COMMANDE
LES PROGRES PERMANENTS DES COMPOSANTS EN SEMI-CONDUCTEURS INCITENT LES CONCEPTEURS A LA RECHERCHE DE NOUVELLES STRUCTURES PERMETTANT UNE UTILISATION RATIONNELLE DE CES INTERRUPTEURS AFIN DE REPONDRE AU MIEUX AUX PREOCCUPATIONS ACTUELLES DANS LE DOMAINE DE LA CONVERSION STATIQUE DE L'ENERGIE ELECTRIQUE; NOTAMMENT LA REDUCTION DES PERTES ET L'AUGMENTATION DES FREQUENCES DE FONCTIONNEMENT. DANS UNE PREMIERE PARTIE, UNE ANALYSE DES CONTRAINTES DE COMMUTATION A PARTIR DE MODELES SIMPLIFIES DE LA CELLULE DE COMMUTATION MONTRE L'INTERET DE LA COMMUTATION DOUCE ET EN PARTICULIER CELLE A COMMANDE DE BLOCAGE DANS LES ONDULEURS DE TENSION. UNE ETUDE SYNTHETIQUE LIEE A LA REALISATION ET LA COMMANDE DE CE TYPE DE CELLULE MET EN EVIDENCE LA SIMPLICITE DE LA CONCEPTION DE CE DISPOSITIF ET SA BONNE ADAPTATION AUX ASSOCIATIONS SERIE ET/OU PARALLELE D'INTERRUPTEURS. DANS LA SECONDE PARTIE, APRES AVOIR PRESENTE LES REGLES D'APPLICATION DE LA COMMUTATION DOUCE AUX STRUCTURES D'ONDULEURS A MLI, UNE ETUDE DES LIMITES DE COMMUTATION PERMET DE DEFINIR LES AIRES DE FONCTIONNEMENT ET LES ELEMENTS DE DIMENSIONNEMENT DE CE TYPE DE STRUCTURE. ENSUITE, SONT PRESENTES LES PROBLEMES PRATIQUES ET TECHNOLOGIQUES LIES A LA MISE EN UVRE D'UNE TELLE STRUCTURE; LES SOLUTIONS RETENUES ONT CONDUIT A LA REALISATION D'UN PROTOTYPE DE PUISSANCE 1,2 KVA, REALISE AVEC DES MOS HAUTE TENSION FONCTIONNANT A UNE FREQUENCE DE 150 KHZ. ENFIN, CE MEMOIRE SE TERMINE PAR UN BILAN COMPARATIF AVEC LA STRUCTURE CONVENTIONNELLE ET D'AUTRES STRUCTURES UTILISANT LE MEME MODE DE COMMUTATION
This book relates the recent developments in several key electrical engineering R&D labs, concentrating on power electronics switches and their use. The first sections deal with key power electronics technologies, MOSFETs and IGBTs, including series and parallel associations. The next section examines silicon carbide and its potentiality for power electronics applications and its present limitations. Then, a dedicated section presents the capacitors, key passive components in power electronics, followed by a modeling method allowing the stray inductances computation, necessary for the precise simulation of switching waveforms. Thermal behavior associated with power switches follows, and the last part proposes some interesting prospectives associated to Power Electronics integration.
This is the final volume in a four-volume series concerning POWER ELEC TRONIC CONVERTERS. The first volume studies AC/DC conversion, the second studies AC/ AC conversion, and the third DC/DC conversion. This final volume deals with DC/AC conversion, i.e. with inverters. At the output of an inverter fed by a DC voltage supply, this voltage is alternatively found with one polarity and then with the other; in other words, an AC voltage made up of square pulses is obtained. Filtering must be carried out if, as is normally the case, a virtually sinusoidal voltage is required: this problem of filtering underlies the entire study of inverters. In some applications, the load itself provides the filtering. In others, a filter is installed between the inverter and the load; however, as it will be shown in Chap. 2, in cases where the filtered voltage is at industrial network frequency and comprises only a single square-wave pulse per half-cycle, the filter becomes bulky and costly, and the results obtained are poor. Filtering problems explain the considerable development of inverters during the last years: - Firstly there is increasing use of pulse width modulation: each half-cycle is cut up into several pulses of suitable widths; this greatly simplifies filtering. The use of a chopping frequency which is much greater than the frequency of the fundamental components of the inverter output voltage and current has only been made possible by progress in the field of semiconductor devices.
Nowadays, the increasing use of power electronics equipment origins important distortions. The perfect AC power systems are a pure sinusoidal wave, both voltage and current, but the ever-increasing existence of non-linear loads modify the characteristics of voltage and current from the ideal sinusoidal wave. This deviation from the ideal wave is reflected by the harmonics and, although its effects vary depending on the type of load, it affects the efficiency of an electrical system and can cause considerable damage to the systems and infrastructures. Ensuring optimal power quality after a good design and devices means productivity, efficiency, competitiveness and profitability. Nevertheless, nobody can assure the optimal power quality when there is a good design if the correct testing and working process from the obtained data is not properly assured at every instant; this entails processing the real data correctly. In this book the reader will be introduced to the harmonics analysis from the real measurement data and to the study of different industrial environments and electronic devices.
Proceedings of the European Control Conference 1993, Groningen, Netherlands, June 28 – July 1, 1993
Hardbound. This collection from the Third International IMACS Symposium constitutes a source of new ideas for engineers and scientists working in the field of electrical drives or developing new applications of electrical machines. Papers are included addressing such subjects as electrical machines, design and operation of electrical drives, and simulation software. Additionally, a number of special problems such as thermal phenomena, iron losses and power systems are explored.
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.