Impact of the surface roughness on the electrical capacitance

A new hybrid approach consists to use the advantages of both systems namely the high geometric aspects of the electrodes of the ultracapacitor and the high dielectric strength of polymer materials used in dielectric capacitors. The surface roughness of the electrodes of the ultracapacitor is manufactured with nano-porous materials; activated carbon and carbon nanotubes (CNTs). Many compositions of both carbonaceous materials are tested with different insulating materials (liquid and solid) to constitute the hybrid capacitor. It appears that the capacitance increases with the carbonaceous composition: An increasing from 15 to 40% is observed as compared to a plane capacitor, it can be twice with a 100 wt% of CNTs content. But, the impregnation of the insulating material in the surface roughness remains the key point of the realization of the hybrid capacitor. The roughness accessibility is a major property to optimize in order to improve the impregnation of the insulating material to increase the electrical capacitance

Synthèse de la commande d'un onduleur de courant triphasé

After a recall of the basic concepts of modelization, the authors propose a method for the determination of an optimized control of a two three-state commutation cells structure; such a converter is often used as a current commutator or as a voltage rectifier. This paper resumes a similar approach to a previous presentation of the voltage inverter; if the methodism remains the same, the way to define optimized sequences has its proper particularity. The theorical approach then becomes systematic; in pratice, the designer can find in this paper the necessary basic tools for any application of this converter, as the current commutator gives a higher degree of security compared to a voltage inverter for a high power application.Après avoir rappelé les concepts fondamentaux du formalisme de modélisation utilisé, les auteurs proposent une méthode de détermination des séquences optimales de commande du montage à deux cellules de commutation à trois interrupteurs ; une telle association est souvent utilisée comme commutateur de courant ou redresseur de tension. Cet article reprend une démarche similaire à une précédente présentation à propos de l'onduleur de tension ; si la méthodologie reste la même, il apparaît toutefois des particularités sur la manière  de définir l'optimisation des séquences en fonction des contraintes $a$ $priori$, telles que la répartition des courants dans les semi-conducteurs ou la limitation du nombre de commutations. Sur le plan théorique, la démarche est ainsi systématique et s'inscrit dans un cadre général déjà décrit ; sur le plan pratique, tout utilisateur peut trouver les idées nécessaires si une mise en oeuvre de ce convertisseur est envisagée, d'autant que le commutateur de courant offre certains avantages par rapport à l'onduleur de tension, notamment sur le plan de la sécurité en forte puissance

Caractérisation des convertisseurs matriciels : II. Synthèse des fonctions de connexion

Knowing the wished conversion levels (-1,0,1) of a power converter, this paper describes a particular method for setting the corresponding states of switches into the matrix converter. In a first step, a mathematical analysis establishes the relations linking the states of switches with the conversion functions. Afterwards, the presented method gives the inverse relations which constitute the sequential part of the converter control. The turn-on and the turn-off sequences are designed by considering the on-line wished level conversions. This general method enhances the idea that a converter functionnality must be defined by its structure and its control.Cet article propose une méthode originale pour définir la séquence de commande d'un convertisseur à partir de la fonction de conversion globalement souhaitée. Les auteurs procèdent d'abord à une analyse mathématique précise des relations qui existent entre les états des interrupteurs et les fonctions de conversion obtenues. À partir de cette analyse, la méthode developpée permet d'établir systématiquement les relations inverses qui constituent alors le module séquentiel de la commande rapprochée du convertisseur. Les ordres d'ouverture et de fermeture des interrupteurs sont élaborés en considérant à tout instant les niveaux de conversion souhaités pour les grandeurs électriques. Cette méthode générale renforce l'idée que la fonction remplie par un convertisseur moderne doit être définie à la fois par sa structure et sa commande

Caractérisation des convertisseurs matriciels : I. Structure de l'automate de commande rapprochée

This paper details a design method for the control of static converters. After recalling the usefull modeling concepts, the authors establish a functionnal description of the knowledge model. This one, completed with the notion of mean value, enables the definition of a generalized knowmedge model. Thanks to the informational graphs, a control structure is systematically designed. It contains a set of different functionnal blocs which constitutes the required equipment for the control of the converter. This set is called “Automate de Commande Rapprochée” (A.C.R.). This unified design method falls into the field of the direct matrix converters working in Pulse Width Modulation (P.W.M.).Cet article propose une méthode de conception pour la commande rapprochée d'un dispositif à conversion statique. Après avoir rappelé les concepts utiles à la modélisation, les auteurs établissent une décomposition fonctionnelle du modèle de connaissance qui, associée à la notion de valeur moyenne de conversion permet de définir un modèle de commande généralisé. À l'aide d'une présentation par graphes informationnels, l'inversion de ce modèle conduit de façon systématique à une structure de commande dont les différents blocs constituent l'Automate de Commande Rapprochée (A.C.R.). Cette méthode g{enérale est plus particulièrement illustrée dans le cadre des convertisseurs directs polyphasés fonctionnant en Modulation de Largeurs d'Impulsions (M.L.I.)

Synthèse de la commande d'un onduleur de tension

This paper suggests a synthetic method that can be applied to the control of a three-phase PWM inverter, which aim is to obtain an optimal choice on the semi-conductor conduction orders with technical criteria. For this, the instantaneous space vector method allows on one hand to obtain the same performances as a command with third harmonic injection but with using only sinusoidal references, and on the other hand to define a few possible strategies according to the constraints of the converter use. An example of this optimal method is given in the case of a minimal conduction time of the switches taken into account in high power systems.L'article propose, pour la commande d'un onduleur de tension triphasé, une méthode de détermination de séquences optimisées selon des critères technologiques. Dans cet objectif, les auteurs étendent un formalisme déjà présenté à la méthode du vecteur d'espace, ce qui confère alors un caractère systématique à la démarche d'optimisation. Ils montrent ainsi qu'un vecteur d'espace générateur, défini simplement à partir des fonctions sinusoïdales, conduit à plusieurs stratégies possibles. Le choix s'effectue en fonction des contraintes d'utilisation, mais dans tous les cas il s'agit d'une manipulation adaptée de la composante homopolaire présente dans les fonctions de connexion établies pour chacun des interrupteurs