ELEMENTS D''ETUDE D''UN SYSTEME DE STOCKAGE DE ''ENERGIIE ELECTRIIQUE : LE SUPERCONDENSATEUR

Dans les véhicules où la traction est réalisée, ou aidée, par une motorisation électrique, apparaît un nouvel élément de stockage de l'énergie électrique : le supercondensateur (ultracapacitor). Dans cet article est présenté un convertisseur continu-continu qu'il est indispensable d'associer à ces supercondensateurs. Dans une première partie, une modélisation uniquement de ces derniers est proposée. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons au dimensionnement des éléments du hacheur. Pour le contrôle des flux d'énergie et pour la commande rapprochée des transistors de puissance, nous utilisons un nouveau type de microcontrôleur : le PSOC. Nous présenterons dans la dernière partie les avantages de ce composant et ses possibilités

Trade-off between Losses and EMI Issues in Three-Phase SiC Inverters for Aircraft Applications

Power converters will only be effectively used in future aircrafts if they are compact, efficient and reliable. All these aspects can be improved by the use of disruptive technology such as the so-called Wide Bandgap (WBG) semiconductors made of Silicon Carbide (SiC) or Gallium Nitride (GaN). These components can switch much faster than their silicon counterpart, which can reduce converter losses and also decrease differential mode filter given the increase of switching frequency. However, such a fast commutation increases Electromagnetic Interference (EMI) issues in the converter and loads connected to it. This paper shows the approach developed at the French Institute of Technology (IRT) Saint-Exupery, in order to evaluate the trade-offs between losses and EMI issues of three-phase inverters used in future aircraft applications. Given the voltage DC bus of 540V, SiC MOSFETs are investigated and experimental results show the impact of these components on losses and EMI for different parameters

Unshielded Cable modeling for Conducted Emissions Issues in Electrical Power Drive Systems

In power electronics applications, high frequency models for cables are necessary to understand EMI issues in pulsewidth modulation drives. This paper shows the approach developed at the French Institute of Technology (IRT) Saint-Exupery, in order to take account of the frequency dependency of unshielded power cables per-unit-length parameters for EMC simulations. Fast, predictive models are compared to different shapes numerical models. The method was applied to unshielded two and three wires cables. Finally, common mode (CM) emissions modeling is proposed to predict the CM noise currents, which are the most disturbing in any variable-speed drive systems. The modeling principle is to consider the complete CM circuit as a chain of quadripolar matrices

Intégration en électronique de puissance : les nouveaux défis scientifiques et technologiques

International audienc

Chapter 7 : Electromagnetic Compatibility of Variable Speed Drives/ Impact of PWM Control Strategies

International audienc

Filtrage des émissions conduites analyse et prédimensionnement des filtres de mode commun

International audienceLe prototypage virtuel est aujourd'hui devenu incontournable dans les phases de développement et se doit évidemment d'intégrer l'ensemble des contraintes critiques jouant directement sur le dimensionnement des convertisseurs de puissance (rendement, coût, volume, masse, thermique…). Cet article propose d’apporter des éléments quant au dimensionnement des filtres de mode commun. Ces éléments, présents dans la quasi-totalité des structures de puissance commercialisées, sont généralement dimensionnés à partir de mesures sur un prototype, par une approche de type "essai-erreur". Si cette démarche permet dans la majeure partie des cas de répondre aux contraintes normatives, elle est toutefois loin d'être satisfaisante et ne permet pas de définir les éléments représentant "la meilleure solution" pour le filtrage de la structure développée

Un condensé de Compatibilité Electromagnétique appliqué à l’électronique de puissance

National audienceLa Compatibilité Electromagnétique (CEM) étant le fil conducteur de cet article, nous nous permettrons quelques familiarités d’une part en la rappelant au cours du texte par son abréviation et d’autre part en s’en servant directement comme adjectif. La CEM possède l'un des plus vastes domaines d'applications et naturellement nous ne pouvons en quelques lignes en avoir une représentation exhaustive. Les paragraphes qui suivent s’attachent à donner des définitions usuelles et les principaux mécanismes de génération d’émissions des structures électroniques de puissance réputées pour leur pollution électromagnétique. Seules les émissions dites « conduites radiofréquences » sont mises en évidences dans cet article pour la simple raison qu’elles correspondent aux premières grandeurs à analyser pour maîtriser la CEM d’un dispositif électronique

Modélisation et optimisation des performances CEM d'une association variateur de vitesse – machine asynchrone

M. ROBERT PERRET, Président, M. FRANÇOIS COSTA, Rapporteur, M. YVON CHERON, Rapporteur, M. JAMES ROUDET, Directeur de thèse, M. PHILIPPE LOIZELET, Examinateur,Today, Electromagnetic Compatibility seems to be one of the major constraints of power electronics converters and especially for variable speed drives. Unfortunately, it is too often regarded as the last phase of the development of a converter since it represents the last step of its marketing. The estimation of conducted and radiated disturbances by simulation offers a considerable gain from the economic point of view. The main methods of the conducted disturbances estimation are treated in the first part of this memory. The problems involved in temporal or frequential simulations are highlighted in this study. An approach is then proposed on diodes rectifiers which usually consist of the first stage of converters. The assumptions, made in this study, make it possible to carry out the frequential model of a three-phase PWM inverter. The objective is to approach by "fast" simulations the conducted emission to consider optimization processes. It is then imperative to take into account the environment of the converter which implies the modelling of cables, motors and naturally filters. Finally, the first optimization of the filtering cell is carried out.La Compatibilité Electromagnétique (CEM) apparaît aujourd'hui comme l'une des contraintes majeures de la conception des structures de l'électronique de puissance et plus précisément sur les variateurs de vitesse. Malheureusement, elle est trop souvent considérée comme la dernière phase du développement d'un convertisseur puisqu'elle représente le dernier obstacle à sa commercialisation. Si elle est intégrée à la conception, l'estimation a priori des perturbations conduites et rayonnées par la simulation peut alors permettre un gain considérable tant sur le plan économique que sur la durée des phases de recherche et de développement. La première partie de ce mémoire traite des principales méthodes d'estimation spectrale des perturbations conduites. Cette étude met en évidence les problèmes liés aux simulations qu'elles soient temporelles ou fréquentielles. Elle fait également le point sur l'utilité de chacune. Une approche est alors proposée sur des structures de redressement à diodes, généralement présentes en tête des convertisseurs. Les hypothèses faites dans cette étude permettent de réaliser le modèle fréquentiel d'un onduleur triphasé MLI. L'objectif est de s'approcher par des simulations "rapides" de l'émission conduite pour envisager des processus d'optimisation. Il est alors impératif de prendre en compte l'environnement du convertisseur, ce qui implique la modélisation des éléments situés en amont et en aval de ce dernier (câbles, moteur, filtre, RSIL...). Finalement, après une présentation des modèles de filtre, une première optimisation de la cellule de filtrage est menée

Common Mode Choke Charactérisation method and modelling for EMI filter in Power Electronics

International audienceAn equivalent circuit has been developed to model the linear electrical behaviour of any two windings common mode chokes. Its topology is independent of size and technology and a general method of characterization, exclusively based on external impedance measurements has been presented

Common Mode Choke Charactérisation method and modelling for EMI filter in Power Electronics

International audienceAn equivalent circuit has been developed to model the linear electrical behaviour of any two windings common mode chokes. Its topology is independent of size and technology and a general method of characterization, exclusively based on external impedance measurements has been presented