Modélisation des transformateurs des convertisseurs haute fréquence PDF Download
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Author: Eric Laveuve
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Languages : fr
Pages : 136
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Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE CONCERNE LES COMPOSANTS BOBINES UTILISES DANS LES CONVERTISSEURS STATIQUES DE QUELQUES CENTAINES DE WATT FONCTIONNANT AU-DELA DE 100 KHZ. IL A POUR BUT LA COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES QUI PERTURBENT LE COMPORTEMENT ELECTRIQUE HAUTE FREQUENCE DE CES COMPOSANTS. L'ACCENT EST MIS SUR LES COURANTS INDUITS DANS LES CONDUCTEURS ET LES COUPLAGES CAPACITIFS. L'APPROCHE EXPERIMENTALE MET EN EVIDENCE INDIVIDUELLEMENT LES PHENOMENES PHYSIQUES QUI FONT L'OBJET DE DEVELOPPEMENTS THEORIQUES. CES ETUDES SONT MENEES ANALYTIQUEMENT GRACE A DES MODELES ELECTROMAGNETIQUES SIMPLES. ELLES SONT ENSUITE CONFRONTEES QUANTITATIVEMENT AUX MESURES AINSI QU'A DES SIMULATIONS. DE NOUVEAUX SCHEMAS EQUIVALENTS DE COMPOSANTS SONT PROPOSES ET TESTES: ILS PERMETTENT DE RENDRE COMPTE DU COMPORTEMENT ELECTRIQUE DE CES COMPOSANTS JUSQU'A PLUSIEURS MHZ. ILS AMENENT UNE PLUS GRANDE PRECISION LORS DE LA SIMULATION DU FONCTIONNEMENT D'UN CONVERTISSEUR AINSI QU'UNE DESCRIPTION PLUS FINE DE CES COMPOSANTS LORS D'UN ACHAT. LA METHODE D'ELABORATION EXPERIMENTALE DE CES SCHEMAS EST ETABLIE. TOUS LES ELEMENTS DE CES SCHEMAS EQUIVALENTS RECOIVENT UNE JUSTIFICATION PHYSIQUE ET, POUR CERTAINS PROTOTYPES, ON SAIT PREVOIR LEURS VALEURS. DES THEORIES GENERALES DEVELOPPEES AU COURS DE CE TRAVAIL PERMETTENT D'ENVISAGER L'EXTENSION DE CES PREVISIONS A DES COMPOSANTS VARIES
Author: Eric Laveuve
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Languages : fr
Pages : 136
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Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE CONCERNE LES COMPOSANTS BOBINES UTILISES DANS LES CONVERTISSEURS STATIQUES DE QUELQUES CENTAINES DE WATT FONCTIONNANT AU-DELA DE 100 KHZ. IL A POUR BUT LA COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES QUI PERTURBENT LE COMPORTEMENT ELECTRIQUE HAUTE FREQUENCE DE CES COMPOSANTS. L'ACCENT EST MIS SUR LES COURANTS INDUITS DANS LES CONDUCTEURS ET LES COUPLAGES CAPACITIFS. L'APPROCHE EXPERIMENTALE MET EN EVIDENCE INDIVIDUELLEMENT LES PHENOMENES PHYSIQUES QUI FONT L'OBJET DE DEVELOPPEMENTS THEORIQUES. CES ETUDES SONT MENEES ANALYTIQUEMENT GRACE A DES MODELES ELECTROMAGNETIQUES SIMPLES. ELLES SONT ENSUITE CONFRONTEES QUANTITATIVEMENT AUX MESURES AINSI QU'A DES SIMULATIONS. DE NOUVEAUX SCHEMAS EQUIVALENTS DE COMPOSANTS SONT PROPOSES ET TESTES: ILS PERMETTENT DE RENDRE COMPTE DU COMPORTEMENT ELECTRIQUE DE CES COMPOSANTS JUSQU'A PLUSIEURS MHZ. ILS AMENENT UNE PLUS GRANDE PRECISION LORS DE LA SIMULATION DU FONCTIONNEMENT D'UN CONVERTISSEUR AINSI QU'UNE DESCRIPTION PLUS FINE DE CES COMPOSANTS LORS D'UN ACHAT. LA METHODE D'ELABORATION EXPERIMENTALE DE CES SCHEMAS EST ETABLIE. TOUS LES ELEMENTS DE CES SCHEMAS EQUIVALENTS RECOIVENT UNE JUSTIFICATION PHYSIQUE ET, POUR CERTAINS PROTOTYPES, ON SAIT PREVOIR LEURS VALEURS. DES THEORIES GENERALES DEVELOPPEES AU COURS DE CE TRAVAIL PERMETTENT D'ENVISAGER L'EXTENSION DE CES PREVISIONS A DES COMPOSANTS VARIES
Author: Frédéric Gustin
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Languages : fr
Pages : 185
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Book Description
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.
Author: Ahmad Ahmad
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Languages : fr
Pages : 125
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LA CONNAISSANCE ET LA MAITRISE DE NOMBREUX REGIMES TRANSITOIRES QUI APPARAISSENT ET SE PROPAGENT SUR LES RESEAUX ET DANS LES MATERIELS QUI Y SONT CONNECTES (TRANSFORMATEURS, PARAFOUDRES,...) EST UN PROBLEME D'ACTUALITE. UN TRANSFORMATEUR DE PUISSANCE RELIE A UN RESEAU MOYENNE TENSION OU TRES HAUTE TENSION EST SOUMIS A DIFFERENTS TYPES DE SURTENSION DONT LA CONNAISSANCE PERMET D'EVALUER LES CONTRAINTES AUXQUELLES SONT SOUMISES LES ISOLATIONS INTERNES. D'UNE PART, NOUS AVONS ELABORE UN NOUVEAU MODELE DE TRANSFORMATEUR CUIRASSE VALABLE SUR UNE TRES LARGE GAMME DE FREQUENCES, ISSU DU PRINCIPE DE LA DUALITE MAGNETIQUE ELECTRIQUE AFIN DE CONNAITRE SON COMPORTEMENT INTERNE (FREQUENCES DE RESONANCE, COEFFICIENTS DE SURTENSION). CE MODELE EST DESTINE A ETRE INTRODUIT DANS DES CODES DE CALCUL DE RESEAUX, PAR EXEMPLE L'EMTP. LE MODELE PREND EN COMPTE LES PERTES DANS LE CUIVRE ET DANS LE NOYAU MAGNETIQUE. DES METHODES ONT ETE EGALEMENT DEVELOPPEES POUR UN CALCUL FIABLE DES PARAMETRES DU MODELE. D'AUTRE PART, UNE METHODE D'ANALYSE MODALE PERMETTANT D'ILLUSTRER LE COMPORTEMENT OSCILLATOIRE D'UN TRANSFORMATEUR A ETE DEVELOPPEE. CETTE METHODE CONDUIT A UN SCHEMA EQUIVALENT QUI SERT A ETUDIER LES INTERACTIONS DU TRANSFORMATEUR AVEC LE RESEAU. DANS CES PRECEDENTS MODELES, LES RESULTATS CALCULES DE SIMULATION SONT EN BON ACCORD AVEC CEUX OBTENUS PAR LA MESURE, TANT SUR MODELE REDUIT QUE SUR TRANSFORMATEUR THT REEL. PAR AILLEURS, UN ALGORITHME DE CALCUL DE RESEAUX ELECTRIQUES FONDE SUR L'INVERSION DE LA TRANSFORMEE DE LAPLACE A ETE DEVELOPPE. IL PERMET L'INVERSION DE LA TRANSFORMEE DE LAPLACE DE PLUSIEURS FONCTIONS A LA FOIS, EN Y ADAPTANT LA METHODE NODALE. LES RESULTATS DE CALCUL SONT EN TRES BON ACCORD AVEC CEUX DES MESURES ET PERMETTENT D'ESPERER UNE MEILLEURE SIMULATION DU SYSTEME LIGNE-TRANSFORMATEUR
Author: Andrianirina Rakotomalala
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Languages : fr
Pages : 350
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La collaboration du Cegely avec des industriels lui a permis de développer un logiciel interactif, destiné à la modélisation des transformateurs de puissance de type cuirassé, en régime transitoire. Dans ce logiciel, le transformateur est modélisé par un schéma équivalent très détaillé de type rlc. Le calcul des paramètres du schéma équivalent, en utilisant les méthodes numériques, est couteuse en temps de calcul, et les méthodes analytiques sont souvent trop simplistes, et négligent les phénomènes essentiels. Il apparait donc la nécessité de développer des méthodes de calcul présentant un compromis entre précision et temps de calcul. Nous développons dans cette thèse des méthodes analytiques, pour la détermination des paramètres résistifs et inductifs du schéma équivalent du transformateur. Ces méthodes ont été validées, et donnent des résultats en bon accord avec ceux de la littérature et des mesures. Ils sont implantés dans le logiciel existant. Les paramètres capacitifs sont obtenus, en utilisant la mef en 2d. Les résultats de calcul permettent d'espérer une meilleure simulation des transformateurs de puissance, en régimes hautes fréquences, et en particulier la détermination des fréquences de résonance et des coefficients de surtension correspondants.
Author: Abdelhadi Besri
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Avec un encombrement minimal et rendement de 99% les transformateurs planars haute fréquence sont des solutions technologiques importantes pour les systèmes de conversion et de conditionnement de l'énergie électrique en électronique de puissance. L'objectif de l'étude consiste à rechercher un modèle du composant permettant à la fois de simuler son comportement dans un circuit d'électronique de puissance et d'optimiser ses performances lors de sa conception. Les modèles proposés prennent en compte les propriétés physiques et géométriques du composant. Les validations sont basées sur des confrontations avec les mesures. Une autre motivation forte de ce travail est que les modélisations numériques doivent prendre en compte simultanément les effets des courants induits et les capacités parasites, ce qui conduit, en haute fréquence, à des besoins prohibitifs en termes de capacité mémoire ou de temps de calcul. En se limitant aux transformateurs planar. La modélisation (dite LEEC) présentée ici s'appuie sur une discrétisation à échelle intermédiaire : spire par spire, c'est-à-dire couche par couche. Elle assemble deux approches analytiques déjà introduites par l'équipe : la première traite les aspects électrocinétiques (incluant les courants induits) et magnétiques et l'autre les aspects électrostatiques. Les circuits à constantes localisées basés sur la méthode LEEC montrent un très bon accord avec toutes les mesures jusqu'à 40 MHz. Des outils numériques sont aussi développés pour faciliter l'obtention de ces différents circuits en partant : soit de la description du composant, soit de mesures d'impédances. Pour compléter, la représentation des capacités d'un transformateur quelconque, développée en plusieurs étapes par l'équipe, est résumée et des précautions expérimentales originales appliquées à l'impédancemétrie sont exposées dans le détail. D'autres travaux visant à élargir le champ d'application de la méthode LEEC sont également présentés.
Author: Ghazi Bousaleh
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Languages : fr
Pages : 350
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Book Description
LA TACHE DES CONSTRUCTEURS DES TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE CONSISTE A PLACER DANS UN VOLUME LE PLUS REDUIT POSSIBLE ET AUTOUR D'UN NOYAU MAGNETIQUE, DES ENROULEMENTS CAPABLES DE SUPPORTER SANS DEFAILLANCE LES SURTENSIONS DUES AUX ONDES DE CHOCS RAPIDES OU AUX OSCILLATIONS INTERNES ENTRETENUES EN PLUS DES CONTRAINTES NOMINALES A LA FREQUENCE DU RESEAU. NOTRE ETUDE EST AXEE SUR LA MODELISATION NUMERIQUE DU TRANSFORMATEUR DANS LE BUT D'AIDER A UN DIMENSIONNEMENT CORRECT DU NIVEAU D'ISOLEMENT AINSI QU'A MIEUX COMPRENDRE LE COMPORTEMENT FREQUENTIEL DU TRANSFORMATEUR. LE PREMIER CHAPITRE EST CONSACRE A UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES MODELES UTILISES POUR SIMULER UN TRANSFORMATEUR. CETTE ETUDE COUVRE LES MODELES REDUITS OU MAQUETTES, ET PRESENTE EN DETAIL LES MODELES MATHEMATIQUES LES PLUS CONNUS AINSI QUE L'ENSEMBLE DES METHODES PUBLIEES DANS LA LITTERATURE POUR LE CALCUL DES PARAMETRES. LE DEUXIEME CHAPITRE PRESENTE UNE DESCRIPTION DU MODELE, COMPORTANT DES INDUCTANCES PROPRES ET MUTUELLES, LE MIEUX ADAPTE A L'ETUDE FREQUENTIELLE DES RESONANCES INTERNES. DEUX PARTIES Y SONT DEVELOPPEES: LA PREMIERE PARTIE S'ATTACHE AU CALCUL DES PARAMETRES DU MODELE. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE LA MISE EN UVRE D'UN LOGICIEL DE SIMULATION SUR ORDINATEUR. LE TROISIEME CHAPITRE EST CONSACRE A LA DESCRIPTION DE LA PROCEDURE D'ESSAI SUR UNE MAQUETTE DE TRANSFORMATEUR. LES MESURES EFFECTUEES ONT DEUX FINALITES. LA PREMIERE EST LA VALIDATION DU MODELE DECRIT AU CHAPITRE II; LA DEUXIEME EST LA PROPOSITION D'UN MODELE GLOBAL, PLUS SIMPLE DU TRANSFORMATEUR, INSPIRE DE L'ANALYSE MODALE EXPERIMENTALE
Author: Maxime Moreau
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Languages : fr
Pages : 167
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Book Description
Ces travaux de recherche portent sur la problématique CEM (Compatibilité Electromagnétique) en électronique de puissance. Cette étude s'intéresse particulièrement à la modélisation HF (haute fréquence) des convertisseurs d'énergie dans le but d'étudier la propagation des perturbations conduites vers le réseau avec ou sans l'utilisation du RSIL (Réseau Stabilisateur d'Impédance de Ligne). Une première partie présente les outils de modélisation des sources de perturbation dans les convertisseurs statiques.La seconde partie est consacrée à la modélisation HF d'un système d'entraînement à vitesse variable. L'onduleur de tension triphasé est représenté par trois générateurs équivalents afin de reconstituer le découpage des tensions de sortie. Un modèle HF du câble blindé de 4 conducteurs tenant compte de la dissymétrie est ensuite proposé. Les résultats de simulation ont été validés par des relevés expérimentaux. La comparaison montre qu'il est possible de modéliser correctement le comportement HF du dispositif jusqu'à 20MHz.Une troisième partie porte sur la propagation des perturbations conduites vers le réseau sans RSIL. Il a fallu pour cela déterminer et modéliser l'impédance du réseau. L'influence du pont redresseur à diodes sur la propagation des perturbations de mode commun a ensuite été étudiée. Les résultats de simulation montrent que l'impact de ces perturbations sur la tension réseau est prépondérant lorsque le pont redresseur est à l'état bloqué. Les résultats expérimentaux ont permis de valider cette étude. Ce travail se termine par une étude préliminaire sur l'association de deux convertisseurs connectés localement à une même source d'énergie.
Author: François Blache
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Ce mémoire commence par une présentation de l'état de l'art en matière de circuits équivalents et de caractérisation expérimentale des composants bobinés. Il précise ensuite les modifications à apporter au circuit équivalent initial, pour des transformateurs à faible rendement et/ou faible couplage, ainsi que les méthodes de caractérisation expérimentale applicables à de tels composants. Les éléments du circuit équivalent du composant faisant l'objet de cette étude sont ensuite " évalués expérimentalement. La simulation, à l'aide du logiciel PSPICE, du comportement d'un circuit électronique intégrant ce composant est confrontée à l'expérience. Le gain en précision résultant de l'emploi d'un modèle adéquat pour chaque composant bobiné est ainsi mis en évidence. La suite de l'étude porte sur le calcul des éléments du circuit équivalent du transformateur à partir des données technologiques. Dans un premier temps, l'accent est mis sur les capacités parasites. En menant en parallèle une étude analytique et une modélisation électrostatique grâce au logiciel FLUX2D, l'incidence du mode de bobinage sur la valeur des capacités est analysée en détail. Des règles pratiques de bobinage, visant à diminuer ces capacités parasites, sont justifiées et appliquées à des prototypes industriels, avec succès. Le calcul des grandeurs magnétiques et des pertes à l'aide du logiciel FLUX2D, nécessite l'introduction d'une perméabilité complexe. Nous discutons alors de certaines limites de validité des méthodes classiques de caractérisation des matériaux magnétiques. Enfin, une méthode expérimentale originale, destinée à mesurer, à chaque fréquence, la résistivité et la perméabilité complexe d'un matériau magnétique conducteur linéaire est proposée et validée. Cette méthode est ensuite étendue au cas des matériaux composites (ferrites).
Author: Jean-Maurice Nyobe Yome
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Languages : fr
Pages : 153
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Book Description
Les travaux développes dans cette thèse sont focalises sur le transformateur HT et THT et sur son exploitation dans les convertisseurs statiques a fréquence variable. A partir d'une caractérisation en fréquence de prototypes différents, il est montre que le modèle du transformateur peut être ramène a un quadripôle a constantes localisées de type llc. Ces constantes y sont estimées pour plusieurs artifices de bobinage. Il y est également présente une analyse des influences du redresseur sur la capacité propre du secondaire. Des algorithmes de dimensionnement de transformateur sont proposes. En ce qui concerne l'intégration du transformateur dans les convertisseurs statiques, il y est montre que la technique de multi-resonance de type lc-serie/lc-parallele est la mieux adaptée, dans une optique de minimisation des composants réactifs de la structure et de son fonctionnement a des fréquences élevées
Author: Jean-Maurice Nyobe Yome
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Languages : fr
Pages : 0
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