Conception des dispositifs de commande des convertisseurs de puissance par modulation directe des conversions PDF Download
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Languages : fr
Pages : 134
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Book Description
Dans ce document, je retrace mes activités d'enseignement effectuées depuis mon arrivée à l'Ecole Centrale de Lille comme Maître de Conférences ainsi que mes activités de recherche menées au sein du Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique de Puissance de Lille (L2EP). La première partie précise mon cursus universitaire, mes activités d'enseignement et le déroulement de ma carrière au sein du L2EP. La seconde et majeure partie de ce mémoire est consacrée à un bilan de mes activités de recherche. D'abord un mémorandum scientifique dresse un bilan non exhaustif des travaux menés sur la conception des dispositifs de commande des convertisseurs conventionnels de puissance; l'originalité majeure est induite par la technique de modulation directe des conversions électriques. Ensuite, ce principe de commande est étendu à ]a commande des convertisseurs multiniveaux. La dernière partie dresse un bilan des travaux concernant la modélisation et l'influence des générateurs dispersés reliés aux réseaux électriques par l'intermédiaire de convertisseurs de puissance. Enfin, des perspectives pour améliorer l'intégration d'unités de production décentralisées sont explicitées. Ces avancées n'auraient pas vu le jour sans la participation d'autres enseignants-chercheurs, doctorants et étudiants ainsi que la mise à disposition de financements publics et privés. C'est pourquoi ma participation à l'administration de l'ensemble est ensuite expliquée dans la troisième et dernière partie de ce document. Ma contribution à ce bilan scientifique y est mise en évidence ainsi que la bibliographie qui s'y rattache.
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Dans ce document, je retrace mes activités d'enseignement effectuées depuis mon arrivée à l'Ecole Centrale de Lille comme Maître de Conférences ainsi que mes activités de recherche menées au sein du Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique de Puissance de Lille (L2EP). La première partie précise mon cursus universitaire, mes activités d'enseignement et le déroulement de ma carrière au sein du L2EP. La seconde et majeure partie de ce mémoire est consacrée à un bilan de mes activités de recherche. D'abord un mémorandum scientifique dresse un bilan non exhaustif des travaux menés sur la conception des dispositifs de commande des convertisseurs conventionnels de puissance; l'originalité majeure est induite par la technique de modulation directe des conversions électriques. Ensuite, ce principe de commande est étendu à ]a commande des convertisseurs multiniveaux. La dernière partie dresse un bilan des travaux concernant la modélisation et l'influence des générateurs dispersés reliés aux réseaux électriques par l'intermédiaire de convertisseurs de puissance. Enfin, des perspectives pour améliorer l'intégration d'unités de production décentralisées sont explicitées. Ces avancées n'auraient pas vu le jour sans la participation d'autres enseignants-chercheurs, doctorants et étudiants ainsi que la mise à disposition de financements publics et privés. C'est pourquoi ma participation à l'administration de l'ensemble est ensuite expliquée dans la troisième et dernière partie de ce document. Ma contribution à ce bilan scientifique y est mise en évidence ainsi que la bibliographie qui s'y rattache.
Author: Mousa Karimi
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Languages : en
Pages : 0
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Les systèmes de gestion de l'énergie exigent des convertisseurs de puissance pour fournir une conversion de puissance adaptée à diverses utilisations. Il existe différents types de convertisseurs de puissance, tel que les amplificateurs de puissance de classe D, les demi-ponts, les ponts complets, les amplificateurs de puissance de classe E, les convertisseurs buck et dernièrement les convertisseurs boost. Prenons par exemple les dispositifs implantables, lorsque l'énergie est prélevée de la source principale, des convertisseurs de puissance buck ou boost sont nécessaires pour traiter l'énergie de l'entrée et fournir une énergie propre et adaptée aux différentes parties du système. D'autre part, dans les stations de charge des voitures électriques, les nouveaux téléphones portables, les stimulateurs neuronaux, etc., l'énergie sans fil a été utilisée pour assurer une alimentation à distance, et des amplificateurs de puissance de classe E sont développés pour accomplir cette tâche. Les amplificateurs de puissance de classe D sont un excellent choix pour les casques d'écoute ou les haut-parleurs en raison de leur grande efficacité. Dans le cas des interfaces de capteurs, les demi-ponts et les ponts complets sont les interfaces appropriées entre les systèmes à faible et à forte puissance. Dans les applications automobiles, l'interface du capteur reçoit le signal du côté puissance réduite et le transmet à un réseau du côté puissance élevée. En outre, l'interface du capteur doit recevoir un signal du côté haute puissance et le convertir vers la côté basse puissance. Tous les systèmes mentionnés ci-dessus nécessitent l'inclusion d'un pilote de porte spécifique dans les circuits, selon les applications. Les commandes de porte comprennent généralement un décalage du niveau de commande niveau supérieur, le levier de changement de niveau inférieur, une chaîne de tampon, un circuit de verrouillage sous tension, un circuit de temps mort, des portes logiques, un inverseur de Schmitt et un mécanisme de démarrage. Ces circuits sont nécessaires pour assurer le bon fonctionnement des systèmes de conversion de puissance. Un circuit d'attaque de porte reconfigurable prendrait en charge une vaste gamme de convertisseurs de puissance ayant une tension d'entrée V[indice IN] et un courant de sortie I[indice Load] variables. L'objectif de ce projet est d'étudier intensivement les causes de différentes pertes dans les convertisseurs de puissance et de proposer ensuite de nouveaux circuits et méthodologies dans les différents circuits des conducteurs de porte pour atteindre une conversion de puissance avec une haute efficacité et densité de puissance. Nous proposons dans cette thèse de nouveaux circuits de gestion des temps mort, un Shapeshifter de niveau plus élevé et un Shapeshifter de niveau inférieur avec de nouvelles topologies qui ont été pleinement caractérisées expérimentalement. De plus, l'équation mathématique du temps mort optimal pour les faces haute et basse d'un convertisseur buck est dérivée et expérimentalement prouvée. Les circuits intégrés personnalisés et les méthodologies proposées sont validés avec différents convertisseurs de puissance, tels que les convertisseurs semi-pont et en boucle ouverte, en utilisant des composants standard pour démontrer leur supériorité sur les solutions traditionnelles. Les principales contributions de cette recherche ont été présentées à sept conférences prestigieuses, trois articles évalués par des pairs, qui ont été publiés ou présentés, et une divulgation d'invention. Une contribution importante de ce travail recherche est la proposition d'un nouveau générateur actif CMOS intégré dédié de signaux sans chevauchement. Ce générateur a été fabriqué à l'aide de la technologie AMS de 0.35μm et consomme 16.8mW à partir d'une tension d'alimentation de 3.3V pour commander de manière appropriée les côtés bas et haut d'un demi-pont afin d'éliminer la propagation. La puce fabriquée est validée de façon expérimentale avec un demi-pont, qui a été mis en œuvre avec des composants disponibles sur le marché et qui contrôle une charge R-L. Les résultats des mesures montrent une réduction de 40% de la perte totale d'un demi-pont de 45V d'entrée à 1MHz par rapport au fonctionnement du demi-pont sans notre circuit intégré dédié. Le circuit principal du circuit d'attaque de grille côté haut est le décaleur de niveau, qui fournit un signal de grande amplitude pour le commutateur de puissance côté haut. Une nouvelle structure de décalage de niveau avec un délai de propagation minimal doit être présentée. Nous proposons une nouvelle topologie de décalage de niveau pour le côté haut des drivers de porte afin de produire des convertisseurs de puissance efficaces. Le SL présente des délais de propagation mesurés de 7.6ns. Les résultats mesurés montrent le fonctionnement du circuit présenté sur la plage de fréquence de 1MHz à 130MHz. Le circuit fabriqué consomme 31.5pW de puissance statique et 3.4pJ d'énergie par transition à 1kHz, V[indice DDL] = 0.8V , V[indice DDH] = 3.0V, et une charge capacitive C[indice L] = 0.1pF. La consommation énergétique totale mesurée par rapport à la charge capacitive de 0.1 à 100nF est indiquée. Un autre nouveau décalage vers le bas est proposé pour être utilisé sur le côté bas des pilotes de portes. Ce circuit est également nécessaire dans la partie Rx du réseau de bus de données pour recevoir le signal haute tension du réseau et délivrer un signal de faible amplitude à la partie basse tension. L'une des principales contributions de ces travaux est la proposition d'un modèle de référence pour l'abaissement de niveau à puissance unique reconfigurable. Le circuit proposé pilote avec succès une gamme de charges capacitives allant de 10fF à 350pF. Le circuit présenté consomme des puissances statiques et dynamiques de 62.37pW et 108.9μW, respectivement, à partir d'une alimentation de 3.3V lorsqu'il fonctionne à 1MHz et pilote une charge capacitive de 10pF. Les résultats de la simulation post-layout montrent que les délais de propagation de chute et de montée dans les trois configurations sont respectivement de l'ordre de 0.54 à 26.5ns et de 11.2 à 117.2ns. La puce occupe une surface de 80μm × 100μm. En effet, les temps morts des côtés hauts et bas varient en raison de la différence de fonctionnement des commutateurs de puissance côté haut et côté bas, qui sont respectivement en commutation dure et douce. Par conséquent, un générateur de temps mort reconfigurable asymétrique doit être ajouté aux pilotes de portes traditionnelles pour obtenir une conversion efficace. Notamment, le temps mort asymétrique optimal pour les côtés hauts et bas des convertisseurs de puissance à base de Gan doit être fourni par un circuit de commande de grille reconfigurable pour obtenir une conception efficace. Le temps mort optimal pour les convertisseurs de puissance dépend de la topologie. Une autre contribution importante de ce travail est la dérivation d'une équation précise du temps mort optimal pour un convertisseur buck. Le générateur de temps mort asymétrique reconfigurable fabriqué sur mesure est connecté à un convertisseur buck pour valider le fonctionnement du circuit proposé et l'équation dérivée. De plus le rendement d'un convertisseur buck typique avec T[indice DLH] minimum et T[indice DHL] optimal (basé sur l'équation dérivée) à I[indice Load] = 25mA est amélioré de 12% par rapport à un convertisseur avec un temps mort fixe de T[indice DLH] = T[indice DHL] = 12ns.
Author: Y. Cheron
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9780412395109
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 258
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Book Description
The author gives a thorough explanation of soft commutation making use of the concept of duality to explain the principles of the technique and to place it in context in the field of power electronics.
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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Book Description
This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: Pascal Le Masson
Publisher: Springer
ISBN: 3319502778
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 390
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Book Description
This textbook presents the core of recent advances in design theory and its implications for design methods and design organization. Providing a unified perspective on different design methods and approaches, from the most classic (systematic design) to the most advanced (C-K theory), it offers a unique and integrated presentation of traditional and contemporary theories in the field. Examining the principles of each theory, this guide utilizes numerous real life industrial applications, with clear links to engineering design, industrial design, management, economics, psychology and creativity. Containing a section of exams with detailed answers, it is useful for courses in design theory, engineering design and advanced innovation management. "Students and professors, practitioners and researchers in diverse disciplines, interested in design, will find in this book a rich and vital source for studying fundamental design methods and tools as well as the most advanced design theories that work in practice". Professor Yoram Reich, Tel Aviv University, Editor-in-Chief, Research In Engineering Design. "Twenty years of research in design theory and engineering have shown that training in creative design is indeed possible and offers remarkably operational methods - this book is indispensable for all leaders and practitioners who wish to strengthen theinnovation capacity of their company." Pascal Daloz, Executive Vice President, Dassault Systèmes
Author: Marian P. Kazmierkowski
Publisher: Elsevier
ISBN: 0080490786
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 529
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Book Description
The authors were originally brought together to share research and applications through the international Danfoss Professor Programme at Aalborg University in Denmark. Personal computers would be unwieldy and inefficient without power electronic dc supplies. Portable communication devices and computers would also be impractical. High-performance lighting systems, motor controls, and a wide range of industrial controls depend on power electronics. In the near future we can expect strong growth in automotive applications, dc power supplies for communication systems, portable applications, and high-end converters. We are approaching a time when all electrical energy will be processed and controlled through power electronics somewhere in the path from generation to end use. - The most up-to-date information available is presented in the text - Written by a world renowned leader in the field
Author: Robert Perret
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118623207
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 381
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Book Description
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.
Author: Benoit Robyns
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1848216114
Category : Science
Languages : en
Pages : 306
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Book Description
This book deals with the management and valuation of energy storage in electric power grids, highlighting the interest of storage systems in grid applications and developing management methodologies based on artificial intelligence tools. The authors highlight the importance of storing electrical energy, in the context of sustainable development, in "smart grids", and discuss multiple services that storing electrical energy can bring. Methodological tools are provided to build an energy management system storage following a generic approach. These tools are based on causal formalisms, artificial intelligence and explicit optimization techniques and are presented throughout the book in connection with concrete case studies.
Author: Hassan Bevrani
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1119263700
Category : Science
Languages : en
Pages : 799
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Book Description
This book discusses relevant microgrid technologies in the context of integrating renewable energy and also addresses challenging issues. The authors summarize long term academic and research outcomes and contributions. In addition, this book is influenced by the authors’ practical experiences on microgrids (MGs), electric network monitoring, and control and power electronic systems. A thorough discussion of the basic principles of the MG modeling and operating issues is provided. The MG structure, types, operating modes, modelling, dynamics, and control levels are covered. Recent advances in DC microgrids, virtual synchronousgenerators, MG planning and energy management are examined. The physical constraints and engineering aspects of the MGs are covered, and developed robust and intelligent control strategies are discussed using real time simulations and experimental studies.
Author: Fredric Jameson
Publisher: Verso Books
ISBN: 1781681910
Category : Literary Criticism
Languages : en
Pages : 432
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Book Description
The Antinomies of Realism is a history ofthe nineteenth-century realist novel and its legacy told without a glimmer of nostalgia for artistic achievements that the movement of history makes it impossible to recreate. The works of Zola, Tolstoy, Pérez Galdós, and George Eliot are in the most profound sense inimitable, yet continue to dominate the novel form to this day. Novels to emerge since struggle to reconcile the social conditions of their own creation with the history of this mode of writing: the so-called modernist novel is one attempted solution to this conflict, as is the ever-more impoverished variety of commercial narratives – what today’s book reviewers dub “serious novels,” which are an attempt at the impossible endeavor to roll back the past. Fredric Jameson examines the most influential theories of artistic and literary realism, approaching the subject himself in terms of the social and historical preconditions for realism’s emergence. The realist novel combined an attention to the body and its states of feeling with a focus on the quest for individual realization within the confines of history. In contemporary writing, other forms of representation – for which the term “postmodern” is too glib – have become visible: for example, in the historical fiction of Hilary Mantel or the stylistic plurality of David Mitchell’s novels. Contemporary fiction is shown to be conducting startling experiments in the representation of new realities of a global social totality, modern technological warfare, and historical developments that, although they saturate every corner of our lives, only become apparent on rare occasions and by way of the strangest formal and artistic devices. In a coda, Jameson explains how “realistic” narratives survived the end of classical realism. In effect, he provides an argument for the serious study of popular fiction and mass culture that transcends lazy journalism and the easy platitudes of recent cultural studies.
