Conversion d’énergie électronique 2
Ref: SPG-SEE-003
Description
Cet enseignement vise premièrement à maitriser les systèmes et technologies de conversion d’énergie continu-alternatif (DC/AC) qui prennent de plus en plus d’importance dans les systèmes électriques actuels, que ce soit pour des applications embarquées, dans des micro-réseaux isolés, ou dans les réseaux publics d’électricité. Différentes structures de conversion sont présentées dans le cadre de la mise en œuvre d’objets technologiques actuels. Dans un second temps, de nouvelles structures de convertisseur AC/DC ou DC/DC sont présentées, dans le but de répondre à des cahiers des charges plus contraignants, portant soit sur l’augmentation de la puissance embarquée, soit sur une volonté d’augmenter le rendement des systèmes. Enfin, des éléments technologiques plus élaborés concernant la mise en œuvre et l’intégration des convertisseurs sont introduits afin que les élèves formés soient capables de réaliser entièrement un convertisseur en connaissance des différentes contraintes électro-thermomécaniques.
Période(s) du cours
Semestre 9
Prérequis
SPG-ELE-004: Conversion d'énergie électronique
Syllabus
Le programme d’enseignement est décomposé en séances d’1h30 :
- Séance 1 (cours, 1h30) onduleur à modulation de largeurs d’impulsions (MLI) : MLI intersective, et MLI vectorielle. Analyse des pertes dans les onduleurs.
- Séances 2-3 (TD, 3h) étude et caractérisation des signaux électriques pour un onduleur. Qualité des formes d’ondes et calcul de rendement.
- Séance 4 (cours, 1h30) éléments fondamentaux des redresseurs et correction de facteur de puissance (PFC, filtrage actif).
- Séances 5-6 (TP numérique, 3h) : simulation numérique et analyse du comportement de plusieurs familles de redresseurs.
- Séances 7-8 (cours, 1h30, TD 1h30) présentation et étude des structures multiniveaux, entrelacés, couplés. Exercices d’applications.
- Séances 9-10 (TP, 3h) Etude expérimentale des convertisseurs onduleur et redresseur. Analyse et comparaison avec les modèles idéaux.
- Séance 11 (cours, 1h30) Commutation douce & convertisseur isolé.
- Séance 12 (TP numérique, 1h30) convertisseurs DC-DC isolés : Dual-Active-Bridge (DAB) et résonant (LLC).
- Séances 13-14 (cours, 1h30, TP numérique, 1h30) : Intégration driver, méthodologies de réalisation d’un circuit imprimé (PCB), dissipateur thermique. TP numérique sur la conception et la simulation d’un driver pour une cellule de commutation
- Séance 15 : Examen
Composition du cours
Cours, TD et TP en présentiel en français
• Cours : 5 séances d’1h30 (7.5 HPE) en salle
• TD : 3 séances d’1h30 (4.5 HPE) en salle
• TP numérique : 4 séances d’1h30 (6 HPE) en salle
• TP : 2 séances d’1h30 (3 HPE) en salle
• Autonomie : Des exercices corrigés seront proposés.
Ressources
• Equipe enseignante du département Système d’Energie Electrique (Paris-Saclay)
• Outils logiciels : Matlab/Simulink
• Salle de TP
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
A l’issue de ce cours l’étudiant sera capable de :
- Connaitre et concevoir un convertisseur pour une application DC/AC et AC/DC
- Connaitre et concevoir des convertisseurs avec des structures ‘avancées’, répondant à des contraintes plus sévères en rendement et en puissance
- Connaître des éléments technologiques concernant l’intégration des convertisseurs électroniques
- D’utiliser la simulation numérique et de manipuler sur des systèmes de conversion DC/AC
Support de cours, bibliographie
Electronique de puissance -10e édition par Guy Séguier, Articles Techniques de l’ingénieur