Presses universitaires de Louvain onixsuitesupport@onixsuite.com 20260808T0938Z fre

COM.ONIXSUITE.9782930344652 03 01 Presses universitaires de Louvain 02 2930344652 03 9782930344652 15 9782930344652 02 01 00 BC 01 9.45 in 02 6.30 in 03 1.02 in 08 10.37 oz 01 24 cm 02 16 cm 03 1.02 cm 08 294 gr BE 10 02 37 01 02 Thèses de l'Université catholique de Louvain (UCL) 03 Thèses de l'École polytechnique de Louvain 01 01 Numéro 37 Simulation des systèmes électroniques de puissance : une approche mécatronique 1 A01 01 Onixsuite Contributor ID 5681 Dan Telteu-Nedelcu Telteu-Nedelcu, Dan Dan Telteu-Nedelcu Dan Telteu est né le 28 juin 1973 à Craiova (Roumanie). Il a reçu en 1998 le diplôme d'ingénieur électromécanicien de la Facultatea de Electromecanicã de l'Universitatea din Craiova (Roumanie). Il a rejoint le Centre de recherches en mécatronique (CEREM) en 2000. 1 01 fre 00 176 03 10 TEC000000 24 INTERNET Electricité 24 INTERNET Mécanique 24 INTERNET Sciences appliquées 29 2012 3069 TECHNIQUES ET SCIENCES APPLIQUEES 93 T 01 06 03 00 Classiquement deux approches sont utilisées pour simuler les systèmes électroniques de puissance : – la première, dite à topologie fixe, assimile les semi-conducteurs à des impédances de faible ou forte valeur en fonction de leur état. Les équations t 02 00 Classiquement deux approches sont utilisées pour simuler les systèmes électroniques de puissance : – la première, dite à topologie fixe, assimile les semi-conducteurs à des impédances de faible ou forte valeur en fonction de leur état. Les équations... 03 00 Classiquement deux approches sont utilisées pour simuler les systèmes électroniques de puissance : – la première, dite à topologie fixe, assimile les semi-conducteurs à des impédances de faible ou forte valeur en fonction de leur état. Les équations topologiques du système restent ainsi inchangées. Cependant, malgré sa simplicité, cette approche pose de sérieux problèmes de compromis entre précision des résultats et stabilité des méthodes numériques d'intégration ;– la deuxième, dite à topologie variable, assimile les semi-conducteurs à des connexions qui s'établissent ou disparaissent en fonction de l'état des semi-conducteurs. Il n'y a plus de problèmes de stabilité d'intégration ou de précision mais les équations topologiques du système sont dépendantes de l'état des interrupteurs. La détermination des conditions de transition (commutations) et la réécriture des équations posent problème.Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche, dite à topologie pseudo-variable, qui combine les avantages des approches classiques sans en avoir les inconvénients :– les semi-conducteurs sont traités en tant que dipôles, comme dans les méthodes à topologie fixe ;– en fonction de leur état, ils sont assimilés à des sources (de tension ou de courant) de valeur nulle, ce qui leur donne une caractéristique idéale, comme dans les méthodes à topologie variable.La principale difficulté de cette nouvelle approche réside dans les contraintes algébriques, variables en fonction du temps, que les sources représentant les semi-conducteurs introduisent sur les variables d'état du circuit. Pour cette raison elle n'a, à notre connaissance, jamais été proposée.En adaptant au cas que nous traitons les techniques de partitionnement des coordonnées utilisées en mécanique de systèmes multicorps, nous montrons que ces contraintes peuvent être facilement prises en compte. Nous aboutissons ainsi à un algorithme de simulation à la fois très performant et bien adapté à la simulation des systèmes électromécaniques. 02 00 Classiquement deux approches sont utilisées pour simuler les systèmes électroniques de puissance : – la première, dite à topologie fixe, assimile les semi-conducteurs à des impédances de faible ou forte valeur en fonction de leur état. Les équations... 04 00 Résumé9 1. Les différents types de modélisation des convertisseurs électroniques de puissance13 1.1. Qu'est-ce qu'un convertisseur électronique de puissance ?14 1.1.1. Objectifs poursuivis par l'utilisation de convertisseurs électroniques de puissance14 1.1.2. Moyens d'atteindre les objectifs15 1.2. Analyse des convertisseurs électroniques de puissance19 1.2.1. Echelle de temps utilisées dans l'analyse d'un convertisseur électronique de puissance20 1.2.2. Modélisation à l'échelle de temps liée aux commutations22 1.2.3. Modélisation à l'échelle de temps liée au fonctionnement du convertisseur23 1.2.4. Modélisation à l'échelle de temps liée à la charge24 1.3. Comparaison des différents types30 1.4. Objet du présent travail31 2. Simulation des convertisseurs électroniques de puissance à l'échelle de temps liée à la période de fonctionnement du convertisseur35 2.1. Modèles binaires d'interrupteurs37 2.1.1. Méthodes à topologie fixe. Modèles idéalisés d'interrupteur39 2.1.3. Modèles idéaux d'interrupteur. Simulateurs à topologie variable43 2.2. Comparaison des méthodes à topologie fixe et variable47 2.3. Analogie mécanique - électricité49 3. Algorithme de résolution de circuits par la méthode de la topologie pseudo-variable57 3.1. Mise en équations59 3.1.1. Forme des équations59 3.1.2. Description topologique du circuit61 3.1.3. Equations de Kirchhoff69 3.1.4. Equations constitutives73 3.2. Résolution des équations. Cas où la matrice A0 est régulière78 3.3. Traitement des commutations79 3.3.1. Détection des commutations79 3.3.2. Calcul précis de l'instant de commutation80 3.4. Résolution des équations. Cas où la matrice A0 est irrégulière83 3.4.1. Recherche des variables d'état dépendantes85 3.4.2. Elimination des variables d'état indépendantes86 3.5. Commutations liées89 3.5.1. Continuité des variables d'état89 3.5.2. Tests avant la reprise de l'intégration94 3.6. Configurations particulières95 3.6.1. Première approche : distribution asymétrique des courants et tensions dans les interrupteurs concernés97 3.6.2. Deuxième approche : distribution symétrique des courants et tensions dans les interrupteurs concernés102 3.6.3. Conséquences sur les instants des commutations104 3.7. Conclusions110 4. Application dans le cas d'une alimentation d'une caténaire TGV113 4.1. Problématique115 4.2. Description du montage116 4.2.1. Onduleur de courant et sa charge116 4.2.2. Redresseur de tête120 4.2.3. Note sur le dimensionnement du système121 4.3. Modèle continu équivalent 122 4.3.1. Modèle de l'onduleur et de sa charge122 4.3.2. Modèle continu équivalent du redresseur et du circuit intermédiaire à courant continu125 4.3.3. Modèle continu équivalent du système entier126 4.4. Commande non linéaire par retour d'état129 4.4.1. Contrôle de la valeur efficace de la tension de sortie131 4.4.2. Contrôle de la condition de commutation132 4.4.3. Structure complète de la commande132 4.5. Simulation de la solution proposée134 4.6. Conclusion138 5. Système de timing à transistor139 5.1. Problématique140 5.1.1. Manières d'agir sur le di/dt142 5.2. Description du montage144 5.3. Calcul analytique des pertes dans le transistor145 5.4. Simulation numérique de la solution retenue148 5.4.1. Modèle de l'interrupteur148 5.4.2. Simulations149 5.5. Dimensionnement thermique151 5.5.1. Choix du transistor151 5.5.2. Validation expérimentale153 5.6. Conclusions153 Conclusions157 Références bibliographiques167 06 3052405007518 Presses universitaires de Louvain 01 01 Dilicom PULOUVAIN 06 3052405007518 Presses universitaires de Louvain Louvain-la-Neuve BE 04 01 20040101 11 20040101 01 WORLD 02 01 GCOI 29303100647310 WORLD 00 03 06 3012405004818 CIACO - DUC 01 2 20 1 02 00 02 02 STD 02 15.60 01 R 6.00 14.72 0.88 EUR BE FR 00 02 06 3019000200508 Librairie Wallonie-Bruxelles 33 www.librairiewb.com/ http://www.librairiewb.com/ 01 2 20 1 04 00 02 02 STD 02 15.60 01 R 5.50 14.79 0.81 EUR