Tesi sul tema "Convertisseurs Série"
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Bethoux, Olivier. "Commande et détection de défaillance d'un convertisseur multicellulaire série". Cergy-Pontoise, 2005. http://biblioweb.u-cergy.fr/theses/05CERG0266.pdf.
Abstract (sommario):
Ce mémoire traite des convertisseurs multicellulaires série à condensateurs flottants. Il vise à proposer de nouvelles stratégies permettant un fonctionnement sûr et continu de la conversion d'énergie entre la source et la charge et cela avec un nombre réduit de capteurs. Il est montré comment élaborer un contrôle permettant d'assurer les meilleurs dynamiques tout en préservant des régimes permanents optimaux. En particulier, le contrôle rapproché de convertisseurs à nombre non premier de cellules est établi avec succès. Cette boucle de premier niveau est utilisée directement par des algorithmes contrôlant des processus par modes glissants (M. G. ) montrant ainsi que le convertisseur multicellulaire est une interface de puissance idéale pour la mise en oeuvre des M. G. . Par ailleurs la suppression des capteurs de tension est envisagée et la bonne marche du convertisseur peut être assurée quelle que soit la charge. En dernier lieu, la défaillance d'une cellule est envisagée ; la reconfiguration à bon escient de l'algorithme de contrôle est réaliséeThe present study deals with the control - command for floating voltage series multicell converters. This thesis aims to suggest new control strategies allowing a safe and continuous energy conversion between source and load and with minimum number of sensors. The author shows how to find a control allowing, in one hand the fastest transients and in the other hand optimal steady states. As a matter of fact, prime number cells converters are monitored with full success. This first level loop is thereafter directly driven by sliding mode control algorithms : that way, we show that multicell converter is the ideal power interface to implement sliding modes (first or higher order) without any modulation. After this study, the author intends to remove inner voltage sensors. Therefore, he develops a sliding mode observer which garantees converter safe working whatever the load is. A one cell failure is thereafter taken into account. The previous observer is then modified to detect the failure in real time in order to reconfigure the converter properly
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Kuo-Peng, Patrick. "Conception assistée par ordinateur des convertisseurs à résonance série non réversibles". Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT086H.
Abstract (sommario):
Cette these traite de la modelisation en regime permanent et du dimensionnement du convertisseur a resonance serie non reversible fonctionnant en mode thyristor et en mode thyristor-dual. Ce convertisseur peut etre muni de ses circuits d'aide a la commutation sur l'onduleur et sur le redresseur. L'auteur definit d'abord les differentes notations et la methode d'etude utilisees dans le memoire. Cette methode d'etude, basee sur la representation dans le plan de phase du fonctionnement du convertisseur, permet une caracterisation complete de ce dernier: caracteristiques statiques de sortie a frequence constante, courant crete dans les interrupteurs, etc. . . La connaissance de ces caracteristiques est indispensable pour aborder le dimensionnement du convertisseur. L'ensemble de ces travaux est rassemble dans un logiciel permettant de tracer les caracteristiques statiques et de dimensionner a partir d'un cahier des charges le convertisseur etudie. Ce logiciel est egalement capable de calculer a partir de l'etude dans le plan de phase, les valeurs initiales des variables d'etats lors d'une simulation numerique. Ceci permet d'acceder directement aux formes d'ondes du convertisseur en regime permanent
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Tachon, Olivier. "Commande découplante linéaire des convertisseurs multicellulaires série : modélisation, synthèse et expérimentation". Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT008H.
Abstract (sommario):
Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire sont consacrés à l'étude des lois de commande pour convertisseurs multicellulaires série, nouvelle topologie de convertisseur apparue au début des années 90. Après une présentation des caractéristiques de cette topologie, nous développons deux modèles multidimensionnel du convertisseur multicellulaire : un modèle aux valeurs moyennes et un modèle aux valeurs instantanées. Ces modèles permettent de poursuivre deux objectifs principaux que sont la synthèse et la validation de lois de commande. Ensuite, les lois de commande présentées sont développées dans le cas d'un fonctionnement hacheur dévolteur et d'un fonctionnement onduleur en demi-pont. Elles permettent de minimiser d'une part l'interaction entre les différentes grandeurs électriques et d'autre part d'imposer les dynamiques d'évolution de celles-ci. Une étude de l'influence des variations des paramètres du convertisseur et des perturbations des signaux de commande sur le comportement du convertisseur ainsi piloté a également présenté. La validité des développements théoriques est illustrée par de nombreux résultats expérimentaux réalisés sur un banc d'essai mettant en œuvre une structure numérique de commande.
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Benmansour, Khelifa. "Réalisation d'un banc d'essai pour la commande et l'observation des convertisseurs multicellulaires série : approche hybride". Cergy-Pontoise, 2009. http://biblioweb.u-cergy.fr/theses/09CERG0403.pdf.
Abstract (sommario):
Le but poursuivi dans ce travail est la réalisation d’un banc d’essai pour la commande et l’observation des convertisseurs multicellulaires séries en utilisant les outils de la théorie des systèmes dynamiques hybrides. Les contributions les plus importantes de ce travail sont : réalisation d’un banc d’essai expérimental, utilisation de l’approche hybride pour la modélisation du convertisseur permettant de mettre en évidence le fonctionnement de cette structure en utilisant le modèle des différents modes et en établissant un automate hybride représentant le convertisseur, commande par mode glissant d’ordre supérieure d’un hacheur multicellulaire associé à une charge RL et ensuite à une MCC, étude de l’observabilité et synthèse d’observateurs des tensions intermédiaires en utilisant la nouvelle théorie de ‘Z(TN) observability’ au convertisseur d’un point de vue hybride. Des stratégies d’observation des tensions intermédiaires du convertisseur sont proposées : l’observateur adaptatif, l’observateur par mode de glissement d’ordre un et enfin l’observateur par mode de glissement d’ordre deux (de type Super-Twisting). Toutes les méthodes de commandes et d’observations présentées dans ce mémoire ont été validées expérimentalement sur le banc d’essai que nous avons réaliséThe goal of this work is to build a benchmark for control and observation of multicellular converters series using the tools and theories of hybrid systems. The most important contributions of this work are: implementation of an experimental benchmark, using the hybrid approach to model the converter for the purpose of demonstrating the feasibility of this approach by establishing a hybrid automaton with different modes in order to represent the converter, apply high order sliding mode control theory to control a chopper multicellular combined with a RL load and then with a brushed DC motor, study the observability and synthesize observers for intermediate voltages by using the recent proposed theory of 'Z (TN) observability' for the converter from hybrid point of view. Observation strategies for intermediate voltages of the converter are studied: adaptive observer, step by step sliding mode observer and high order sliding mode observer (super twisting algorithm). All methods of control and observation presented in this dissertation have been experimentally validated through the benchmark which we have built
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Prisse, Lucien. "Étude, conception et mise en oeuvre de convertisseurs multicellulaires série à IGBT". Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT129H.
Abstract (sommario):
L'elargissement des domaines d'application de l'electronique de puissance et le souhait d'ameliorer les performances des convertisseurs ont entraine l'apparition de nouvelles structures de convertisseurs. L'augmentation des puissance a controler et l'augmentation des tensions d'alimentation des installations ont pose le probleme de la mise en serie d'interrupteurs. Dans ce memoire compose de quatre chapitres, l'auteur presente les travaux qui l'ont amene a la realisation de deux convertisseurs multicellulaires series. Le premier chapitre pose les problemes de la mise en serie avec les avantages et les invonvenients qu'elle suscite. Par la suite, un descriptif rapide des differentes techniques de mise en serie d'interrupteurs de puissance est fait. Le chapitre suivant, concerne la mise en oeuvre des composants de puissance de type igbt. L'auteur expose une methode de prediction des pertes qui peut etre utilisee quel que soit le type de convertisseur utilise et quel que soit le type de semi-conducteur utilise. Les deux chapitres suivants concernent les convertisseurs multicellulaires. Ainsi, apres un enonce de specificites rencontrees dans les cellules de commutation dediees aux convertisseurs multicellulaires series, deux exemples de realisations sont presentes. Ces deux exemples permettent de montrer, d'une part la faisabilite de ce type de convertisseur et d'autre part d'en tirer certains avantages et inconvenients.
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Carrere, Philippe. "Étude et réalisation des convertisseurs multicellulaires série à IGTB : équilibrage des condensateurs flottants". Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT125H.
Abstract (sommario):
L'objet de ce travail est l'etude d'une nouvelle methode d'association en serie de composants semi conducteurs pour la realisation de convertisseurs statiques appeles multicellulaires serie. Cette technique permet la mise en serie d'un nombre quelconque de cellules de commutation. Les modes de fonctionnement et les formes d'ondes qui en resultent sont analysees en regime permanent : - des rapports cycliques identiques appliques a toutes les cellules de commutation sont necessaires pour assurer une repartition equilibree de la tension sur les interrupteurs. - des dephasages canoniques entre les signaux de commande des cellules de commutation optimisent les formes d'ondes du point de vue harmonique. Un bras d'onduleur 8 niveaux mettant en serie sept cellules de commutations a igbt est fonctionnant sous 4kvdc/300aeff a permis de valider experimentalement cette structure. Dans une deuxieme partie, nous etudions les regimes transitoires de ces convertisseurs. Trois boucles regulant les tensions aux bornes des condensateurs flottants sont deduites du modele moyen de ces convertisseurs. Rendus possibles par cette regulation, des modes de fonctionnements avec des dephasages differents sont etudies : ils permettent de reduire la taille des condensateurs flottants. Enfin, un modele harmonique des cellules de commutation est utilise pour expliquer un phenomene appele equilibrage naturel : en boucle ouverte, le convertisseur tend naturellement vers un regime permanent equilibre. Une explication theorique de ce phenomene est developpee pour aboutir a l'elaboration d'un circuit auxiliaire permettant d'ameliorer la dynamique de l'equilibrage naturel.
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Gateau, Guillaume. "Contribution à la commande des convertisseurs statiques multicellulaires série : commande non linéaire et commande floue". Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT100H.
Abstract (sommario):
Ce travail apporte une contribution a la commande des convertisseurs multicellulaires serie. Cette nouvelle structure apparue au debut des annees 90, presente des caracteristiques tres interessantes pour de nombreuses applications de conversion d'energie sous haute tension. La maitrise parfaite du fonctionnement dynamique de ces convertisseurs represente un objectif essentiel dans le developpement d'applications industrielles. La premiere partie de ce travail sera consacree a l'etude de la structure multicellulaire ou nous mettrons en evidence l'interet que peut representer son utilisation dans les systemes de conversion de puissance. Nous effectuerons alors la synthese d'un modele de representation de ces systemes en vue de leur commande a l'aide du moyennage des differentes variables d'etats. La seconde partie de ce manuscrit sera consacree a l'etude de lois de commande non lineaires classiques afin d'assurer le respect d'un certain nombre de contraintes dynamiques liees a ce type de structure. Nous presenterons ainsi deux methodes, l'une basees sur la linearisation exacte entrees/sorties d'une part et l'autre sur les fonctions de lyapunov. Nous presenterons egalement la synthese d'un observateur d'etat par une methode originale. La troisieme partie sera consacree a la commande des convertisseurs multicellulaires par l'utilisation de la logique floue. Deux methodes seront ici proposees. La premiere permettra la synthese d'une loi de commande floue classique a partir du modele moyen. La seconde methode proposee repose sur une inversion du modele harmonique en vue d'une commande par variation des dephasages des ordres de commande des interrupteurs. Les lois de commande presentees seront toutes validees par simulation sur des structures multicellulaires a trois ou quatre cellules de commutation. La plupart de ces lois de commandes seront egalement validees de facon experimentaleThis work deals with multicells converters control. This new static power converter structure appeared at the end of the 90's and has many interesting advantages for high voltage energy conversion. But the perfect dynamic control of the internal variables is an important objective for industrials applications. The first part of this work will be devoted to the study of the multicell structure, with its high interest in energy conversion. An average state space model of the system is given. Different classical non linear control lows are presented in the second part, in order to fit some specific dynamic requirements, very particular to this type of power converter. Thus two methods based on the input / output linearization and on the Lyapunov functions are implemented and tested. Moreover, an original estimator for the different voltages is proposed. In the third part, two differents types of Fuzzy Control of multicells converter are proposed. The first one is based on the average model and leads to classical structure and performances. The second allows the control of the converter through phase shifts variations between the differents trigger signals, but requires a fuzzy inversion of the harmonic model. Simulations results are provided for all the differents control laws on 3 or 4 cells converters. Most of them were implemented and tested through experiments
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Solano, Saenz Eduard Hernando. "Étude des convertisseurs multicellulaires série - parallèle et de leurs stratégies de commande, approches linéaire et prédictive". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://oatao.univ-toulouse.fr/13939/1/solano.pdf.
Abstract (sommario):
L'évolution de l'électronique de puissance depuis ces dernières années est le résultat des enjeux énergétiques actuels qui exigent, entre autres, des architectures de conversion d'énergie capables de traiter des puissances de plus en plus importantes. Parmi les éléments les plus caractéristiques de cette évolution, l'avancement technologique des composants semi-conducteurs (nouveaux composants SiC ou GaN) ainsi que la conception de nouvelles architectures de convertisseurs statiques jouent un rôle important. Parmi ces architectures, différentes associations basées sur la connexion en série et en parallèle de cellules de commutation classiques ont été proposées. Ces associations permettent d'augmenter la puissance traitée par les convertisseurs sans accroitre les contraintes au niveau des interrupteurs. Elles permettent également l'obtention de signaux de sortie d'une meilleure qualité avec des fréquences apparentes de découpage plus importantes. Ces architectures utilisent des éléments de stockage d'énergie qui diminuent les contraintes au niveau des interrupteurs mais qui exigent, en revanche, une régulation précise des grandeurs de tension ou de courant propres à ces éléments. Pour l'association en série, les tensions des condensateurs doivent rester autour d'une fraction de la tension du bus d'entrée. Pour l'association en parallèle, le courant de sortie doit être réparti équitablement entre les différents bras afin d'éviter les phénomènes non linéaires propres aux éléments magnétiques utilisés dans les inductances (séparées ou magnétiquement couplées). Dans la première partie de cette thèse, nous présentons les généralités de l'association en série et parallèle des cellules de commutation. La modélisation des éléments magnétiques utilisés pour la mise en parallèle est également détaillée dans le but d'identifier de possibles sources de déséquilibre sur la répartition du courant de sortie. Une modélisation matricielle est appliquée pour simplifier la relation entre les variables propres à chaque association et les ordres de commande de toutes les cellules. Cette modélisation matricielle sera la base des stratégies de commande que nous avons développées dans la suite de nos travaux. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous présentons les différentes stratégies de commande pouvant être appliquées sur ces convertisseurs. Les premières stratégies sont basées sur une approche classique utilisant un modulateur, un générateur d'ordres de commande et des régulateurs de type linéaire pour la régulation des variables internes et externes de chaque association. En termes de modulateurs, nous présentons principalement un modulateur de type PS (Phase Shifted), tandis que quelques applications et résultats sont présentés pour un modulateur de type PD (Phase Disposition). D'autres stratégies basées sur la commande prédictive sont également présentées. La première est la stratégie MPC qui utilise une fonction de coût pour choisir l'état optimal du convertisseur pour chaque période d'échantillonnage. Cette stratégie a été introduite récemment dans le domaine des convertisseurs statiques et présente des avantages liées à la facilité de sa mise en place ainsi qu'aux réponses du système lors des régimes transitoires. La deuxième stratégie, basée sur la commande prédictive, utilise des instants de commutation variables, une fonction de coût simplifiée et une machine d'état. Cette dernière permet de gérer les ordres de commande de toutes les cellules de commutation en fonction des variables à réguler. En plus des avantages liés à la stratégie MPC, sa mise en place est bien plus simple car elle fonctionne à une fréquence de découpage fixe et s'adapte facilement à différents points de fonctionnement. Dans la dernière partie de cette thèse, nous présentons l'implantation expérimentale de ces stratégies afin de valider leur performance sur les convertisseurs multicellulaires.
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Collomb, Christine. "Modélisation et commande du convertisseur à résonance série non réversible commandé en fréquence". Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT047H.
Abstract (sommario):
L'utilisation de la resonance dans les convertisseurs statiques permet d'obtenir des alimentations de hautes performances et fait ainsi l'objet de nombreuses recherches. L'auteur s'interesse plus particulierement au convertisseur continu-continu, non reversible, a resonance serie, commande en frequence au-dessus de la frequence de resonance. Le comportement de ce convertisseur depend fortement de la charge connectee et de la frequence de commutation. Deux methodes de modelisation de type petit signal, adaptees aux particularites du convertisseur, sont developpees. Les modeles obtenus sont analyses et valides. Leur comparaison permet de tirer des conclusions generales quant au comportement dynamique du convertisseur sur toute la plage de fonctionnement. A partir de ces modeles, differents lois de commande utilisant des structures standards peuvent etre envisagees. L'accent est mis notamment sur les limites engendrees par les hypotheses de dimensionnement des regulateurs ainsi que sur la sensibilite des differents controles lorsque le point de fonctionnement varie. La comparaison experimentale des performances obtenues avec chaque structure bande passante autorisee et robustesse permet de degager des regles generales concernant la commande en frequence du convertisseur a resonance serie en association avec des regulateurs standards caracterises par leur simplicite de mise en uvre
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Frey, David. "Convertisseurs haute tension : Contribution à l'intégration de la fonction interrupteur". Phd thesis, Grenoble INPG, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00407754.
Abstract (sommario):
Le développement des convertisseurs haute tension pour les applications de traction ou de distribution électrique nécessite de travailler à la fois sur la réalisation de transistors IGBT à plus forts calibres en tension et sur leur association en série. L'objectif est d'obtenir des systèmes fiables et compacts, aspects critiques dans les applications embarquées par exemple. L'étude s'intéresse à la mise en série. Son originalité repose sur une évaluation d'une large palette de solutions avec un objectif d'intégration hybride élevée. Cette intégration génère d'importantes contraintes, que ce soit électrique ou thermique, entre autres, au sein des boîtiers. Les valeurs de ces contraintes et leur degré de couplage ont été étudiés. Le travail a été mené à l'aide de simulations éléments finis couplées à des mesures ceci afin de servir de base à une aide à la conception intelligente de boîtiers dans le futur.
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Souesme, Bruno. "Contribution à l'étude des lois de commande et du comportement dynamique du convertisseur à résonance série non réversible : commande optimale". Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT082H.
Abstract (sommario):
Les techniques de la resonance, parce qu'elles permettent un fonctionnement a haute frequence des convertisseurs statiques, sont le sujet de nombreuses recherches, notamment dans le domaine de la conversion continu-continu. Nous nous interessons plus particulierement au convertisseur a resonance serie non reversible pilote au-dessus de sa frequence de resonance. Le comportement dynamique de ce convertisseur, delicat compte tenu de son fonctionnement a frequence variable, est analyse a partir de la methode du plan de phase. Cette analyse permet de definir un principe de controle original par imposition d'une trajectoire dans le plan d'etat. Ce principe confere au convertisseur des performances dynamiques optimales. La mise en uvre experimentale de plusieurs principes de controle du convertisseur a resonance serie, parmi lesquels le principe de controle optimal, est detaillee tant en technologie analogique que numerique. Enfin ce travail se termine par une comparaison de plusieurs lois de commande tant du point de vue des performances obtenues que de la simplicite et du cout de la mise en uvre
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Guidini, Rodolphe. "Interrupteurs rapides haute tension réalisés par mise en série de composants semi-conducteurs pour convertisseurs de forte énergie". Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20008.
Abstract (sommario):
La principale difficulte que l'on rencontre lors de la realisation de montages serie est la repartition heterogene des tensions et des courants lors des commutations et des phases statiques. Ses origines se trouvent au niveau des composants, de leur commande et du cablage (retards, differences de vitesse, capacites parasites reparties au niveau de chaque etage, dispersion des tensions de saturation de chacun des composants en serie, courants de fuite). Les desequilibres peuvent etre attenues par les commandes de type synchrone a base de transformateurs d'impulsions, particulierement adaptees pour un grand nombre d'elements en serie. Une diminution des capacites parasites par rapport a la terre, responsables des heterogeneites du courant de puissance dans chacun des composants en serie, est egalement souhaitable. De maniere complementaire au choix de la technologie de realisation, un ecretage actif en utilisant la contre reaction puissance/commande est la solution la plus interessante pour les mosfets et les igbts. Parce que les fonctions commutation etudiees sont soumises a de fortes tensions et a de tres petites vitesses de commutation, une attention particuliere doit etre portee aux perturbations de la mesure et des commandes, aux decharges partielles et a l'adaptation des composants passifs au domaine contraignant de la haute tension. Une etude conceptuelle des fonctions commutation nous a amene a retenir l'idee d'unites modulaires pouvant etre connectees en serie. Leur avantage est d'optimiser le prix et la rapidite du depannage. Des commutateurs 15000v/2a et 30000v/600a ont ete realises a titre d'exemple. L'ensemble de ces travaux permet d'envisager la realisation de fonctions interrupteur rapides en haute tension a partir de composants ayant une tenue en tension nominale de l'ordre du kilovolt
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Djondiné, Philippe. "Étude des comportements chaotiques dans les convertisseurs statiques". Thesis, Cergy-Pontoise, 2015. http://www.theses.fr/2015CERG0768/document.
Abstract (sommario):
Les travaux de cette thèse portent sur l'analyse des comportements chaotiques dans les convertisseurs multicellulaires séries. Ces systèmes à commutationpeuvent présenter une variété de phénomènes complexes liés à des bifurcationset au chaos. Sachant qu'un convertisseur de puissance qui a une charge purementdissipative, ne peut générer un comportement chaotique, nous avons dans la première partie de cette thèse, connecté un hacheur à deux cellules à une charge non linéaire non strictement dissipative et nous avons analysé ses comportements à l'aide des propriétés dynamiques de base et présenté les routes vers le chaos. La fin de cette partie a été consacrée à l'étude du hacheur à cinq cellules qui est une généralisation du hacheur à deux cellules. Afin de supprimer le comportement chaotique, la deuxième partie du travail a été consacrée à la synthèse d'une loi de commande hybride basé sur la modélisation par réseaux de Petri pour la régulation des tensions des condensateurs flottants et du courant de chargeThis thesis deals with the analysis of chaotic behaviors in serial multicellularconverters. These switching systems can have a variety of complex phenomenaassociated with bifurcations and chaos. Knowing that a power converter that has a purely dissipative load cannot generate chaotic behavior, we've in the first part of this thesis, we connected a two-cell chopper to a nonlinear load not strictly dissipative and we've analyzed its behaviors by using some basic dynamic properties and thus presented the routes to chaos. The end of this part was devoted to the study of the 5-cell chopper which is a generalization of the two-cell chopper. In order to eliminate the chaotic behavior, the second part was devoted to the synthesis of a controlled law based on hybrid modeling of Petri nets for the regulation of capacitor voltages and current load
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Dos, santos moraes Tiago José. "Conception d'entrainement multimachines multi-convertisseurs à haut niveau de fiabilité fonctionnelle". Thesis, Paris, ENSAM, 2017. http://www.theses.fr/2017ENAM0026/document.
Abstract (sommario):
Dans les avions et lanceurs, des systèmes entraînés par l’énergie hydraulique, mécanique ou pneumatique sont progressivement remplacés par des systèmes électriques pour des raisons techniques et industrielles. Cependant, ces nouveaux systèmes doivent répondre aux contraintes économiques et de poids concernant ces domaines tout en garantissant une certaine fiabilité. Dans ce contexte industriel, des topologies innovantes multi-machines multi-convertisseurs à haut niveau de fiabilité sont comparées ici à des structures plus standards toujours tolérantes aux défaillances. Ainsi, des topologies avec des machines polyphasées couplées électriquement en série ont été choisies pour ce travail de thèse. La mise en série permet la mutualisation des bras d’onduleurs, réduisant ainsi leur nombre, et augmente la résistance totale du système. La valeur crête du courant est alors réduite lors de l’apparition de certains défauts avec, comme contrepartie, une augmentation inéluctables des pertes Joule globales. Pour que le contrôle de ces machines couplées électriquement en série soit indépendant, il est mis en évidence pourquoi le nombre de phase de ces machines doit être supérieur à 3 et avec de plus une connexion électrique spéciale permutant les phases. Une nouvelle topologie brevetée est tout particulièrement étudiée et testée expérimentalement. Apres validation du concept, des stratégies de contrôle plus complexes et des reconfigurations de la commande après le défaut sont appliquées afin de juger des potentialités d’amélioration des systèmes Pour les comparaisons, des simulations et des essais expérimentaux ont été réalisés. Les critères choisis pour cette comparaison ont été la puissance de dimensionnement de l’onduleur, servant d’image de son coût et de son poids, les pertes Joule et le couple pulsatoire, tous les trois pour un fonctionnement en mode dégradéIn airplanes and launch vehicles, hydraulics, mechanical and pneumatic systems are progressively being replaced by electric systems for technical and industrial reasons. However, these new electric systems have to take into account the economical and weight reliability constraints of the aeronautics industry, ensuring the required reliability. Therefore, novel high reliability multi-machine and multi-converter topologies are compared to standard structures looking forward to find solutions that can be industrially implemented. Then, series-coupled machine topologies were chosen for this work. The series-coupling mutualizes the inverter legs, reducing their number, and increases the total electrical resistance of the system. As a consequence, the peak-current after the occurrence of certain faults is reduced, but the total copper losses are higher. In order to independently control the series-coupled machines, it is highlighted the reason why the number of phases must be higher than 3 and with a special electric coupling that permutes the machine’s phases. A new patented topology is deeply analyzed with experimental tests. After a validation of the studied system, more complex control strategies and control reconfiguration after a fault are also implemented in order to evaluate the potential improvements on the system performance in degraded mode. Simulation and experimental results were used on this study. For this analysis the dimensioning power of the inverter, the copper losses and the torque ripple, all of them in degraded mode, are the compared criterions
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Boyer, Michel. "Étude et réalisation d'un ASIC dédié à la commande des convertisseurs à résonance série non réversibles : commande par trajectoire optimale". Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT074H.
Abstract (sommario):
La commande des convertisseurs a resonance serie reste un axe de recherche important. Les lois de commande classiques, en frequence par exemple, provoquent en regime transitoire des depassements en courant et en tension qui peuvent detruire les semi-conducteurs. Par ailleurs, la duree de ces regimes transitoires reduit considerablement la bande passante du convertisseur. Le principe de commande propose consiste a imposer dans le plan de phase, la trajectoire decrite par les variables d'etat caracterisant le circuit resonnant. Ainsi, les regimes transitoires ne presentent pas de depassement et ont une duree minimale. Le fonctionnement en haute frequence du convertisseur est une contrainte pour realiser une commande numerique. Afin de reduire le temps de calcul, la commande est realisee a partir de circuits logiques programmables (fpga) appartenant a la famille des asic. Le module obtenu constitue un automate de commande rapprochee (a. C. R. ) dedie et integre
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Hembert, Francky. "Etude et réalisation d'un filtre actif monophasé à structure multiniveaux obtenue par mise en série de ponts à quatre interrupteurs". Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10196.
Abstract (sommario):
La grande majorite des convertisseurs statiques d'energie electrique alimentes par le reseau alternatif absorbent des courants tres riches en harmoniques. Il est possible de reduire la pollution engendree sur le reseau par ces harmoniques en utilisant des filtres passifs accordes sur les frequences a eliminer, mais ces dispositifs sont lourds et couteux. Une autre solution consiste a utiliser des convertisseurs statiques auxiliaires, branches en serie ou en parallele avec la charge polluante, et jouant le role de filtres actifs pour ameliorer la qualite du courant pris au reseau. Lorsque les tensions d'alimentation depassent les possibilites de tenue en tension des interrupteurs de puissance, il faut avoir recours a la mise en serie d'interrupteurs ou de convertisseurs elementaires. On peut alors profiter des degres de liberte supplementaires ainsi introduits pour obtenir une frequence de fonctionnement apparente du filtre actif nettement superieure a la frequence de commutation des interrupteurs. Une structure a plusieurs niveaux de tension a ete etudiee: cette structure est obtenue par mise en serie d'onduleurs de tension monophases en pont. Une etude detaillee du fonctionnement a permis de mettre en evidence les possibilites offertes par ce type d'association dans une utilisation en filtre actif. Les modeles necessaires a la realisation des boucles de regulation du courant genere par le filtre et des tensions aux bornes des condensateurs de stockage ont ete elabores en utilisant le formalisme developpe au laboratoire par l'equipe commande. Une realisation experimentale sous tension reduite a permis de valider les modeles utilises ainsi que le choix de la strategie de commande
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Guennegues, Virginie. "Contribution l'étude des convertisseurs multiniveaux destinés aux applications moteurs rapides". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL094N/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse traite des convertisseurs multiniveaux destinés aux applications moteurs rapides, utilisés notamment dans le domaine de l'Oil \& Gas. L'objectif est l'étude d'une structure qui permette de réduire les pertes par commutation, en comparaison avec la topologie conventionnelle NPC (Neutral Point Clamped) 3 niveaux, actuellement utilisée. De plus, la structure de convertisseur doit permettre de fournir des grandeurs d'entrée au moteur ayant un faible taux de distorsion harmonique, de manière à ne pas créer des échauffements supplémentaires dans le moteur.Après avoir effectué une étude des différentes structures existantes, la structure NPP (Neutral Point Piloted) 3 niveaux est finalement retenue au vu de ses différentes qualités. En effet, grâce à la mise en série de composants semi-conducteurs, les pertes par commutation de ces derniers sont divisées par deux par rapport aux composants homologues de la topologie NPC. Après avoir comparé les topologies NPC et NPP en termes de forme d'onde et de répartition des pertes dans les composants, l'auteur s'intéresse à la validation expérimentale de cette structure. Les performances atteintes par le convertisseur NPP sont intéressantes puisqu'elles permettent de commuter à des fréquences deux fois plus élevées que la topologie NPC pour un courant donné ou de commuter un courant plus important pour une fréquence de commutation donnée.Les schémas de commutation des différents composants du bras NPP sont étudiés afin de comprendre le gain non négligeable obtenu sur cette structure.Malgré le fait que la structure NPP permette de commuter à des fréquences deux fois plus élevées que la structure NPC, on ne peut pas s'affranchir du filtre sinus en sortie de l'onduleur de manière à respecter les contraintes harmoniques au niveau du moteur. Ainsi, une topologie de filtre sinus à inductances couplées a été introduiteThis PhD thesis deals with multilevel inverters dedicated to high speed motors applications, used in Oil \& Gas applications. The main objective is to study a topology which enables reducing switching losses, in comparison with the conventional 3-level NPC (Neutral Point Clamped) topology. Moreover, the inverter has to provide motor input signals with a low harmonic distortion level, not to create undesired additional heating in the motor. After a study of the existing topologies, the 3-level NPP (Neutral Point Piloted) topology is chosen regarding all its benefits. Indeed, thanks to series connection of semi-conductor components, switching losses can be divided by two compared to homologous components on the NPC topology. After having compared NPC and NPP topologies in terms of waveforms and losses distribution in components, the author interest is the experimental validation of this topology. The performances reached by the NPP inverter are interesting because it enables to switch two times faster than for a NPC topology for a given current or to switch a higher current for a given switching frequency. The switching schemes of the NPP leg are studied to understand the gain obtained on this topology. In spite of the fact that switching frequency can be doubled on the NPP topology, the sinus filter can not be avoided in order to respect harmonic specification on the motor. A sinus filter with coupled inductances is introduced so that to responds the different sizing criteria
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Bou, Nader Wissam. "Méthodologie de choix et d'optimisation de convertisseurs d'énergie pour les applications chaînes de traction automobile". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM047.
Abstract (sommario):
D'importants efforts de recherche ont été investis dans l'industrie automobile sur les nouveaux carburants et les nouvelles chaînes de traction hybride électrique afin de réduire les émissions de carbone des véhicules. La consommation de carburant de ces groupes motopropulseurs hybrides dépend des performances du convertisseur d'énergie utilisé, des besoins énergétiques du véhicule, ainsi que de la stratégie de gestion énergétique déployée à bord. Cette thèse examine le potentiel de nouveaux convertisseurs d'énergie comme substitut du moteur thermique à combustion interne (ICE). Les systèmes de turbines à gaz sont considérés comme des convertisseurs d'énergie potentiel pour les chaînes de traction hybride série (SHEV), car ils offrent de nombreux avantages intrinsèques à l'automobile, tels que la capacité de fonctionner avec plusieurs carburants, la compacité, la réduction du nombre de pièces mobiles, la réduction du bruit et des vibrations. Une analyse exergo-technologique explicite est proposée pour identifier les configurations thermodynamiques réalistes. Une étude préconceptionnelle a été réalisée pour déterminer les rapports puissance/poids de ces systèmes. Un modèle SHEV est développé et les composants du groupe motopropulseur sont dimensionnés en fonction des critères de performance du véhicule. Des simulations de consommation sont effectuées sur le cycle d’homologation WLTC, en prenant en compte les besoins en énergie électrique et thermique du véhicule en plus des besoins en énergie mécanique, et en utilisant une méthode innovante d'optimisation comme stratégie de gestion de l'énergie. Le cycle turbine à gaz (avec compression refroidie, régénérateur et réchauffe durant la détente (IRReGT)) est priorisé car il offre un rendement et une densité de puissance plus élevés ainsi qu'une consommation de carburant réduite par rapport aux autres systèmes investigués. De plus, un modèle dynamique a été développé et des simulations ont été effectuées pour tenir compte de la surconsommation de carburant pendant les phases transitoires du démarrage. Des essais ont également été mis en œuvre sur certains sous-systèmes du cycle IRReGT identifié. Les résultats montrent une amélioration de la consommation de carburant avec l'IRReGT comme groupe auxiliaire de puissance par rapport à l'ICE. Par conséquent, le système IRReGT sélectionné présente un potentiel, non négligeable, qui remplacerait le moteur thermique à combustion interne dans les futures chaînes de traction hybride électriquesSignificant research efforts have been invested in the automotive industry on alternative fuels and new hybrid electric powertrain in attempt to reduce carbon emissions from passenger cars. Fuel consumption of these hybrid powertrains strongly relies on the energy converter performance, the vehicle energetic needs, as well as on the energy management strategy deployed on-board. This thesis investigates the potential of new energy converters as substitute of actual internal combustion engine in automotive powertrain applications. Gas turbine systems is identified as potential energy converter for series hybrid electric vehicle (SHEV), as it offers many automotive intrinsic benefits such as multi-fuel capability, compactness, reduced number of moving parts, reduced noise and vibrations among others. An exergo-technological explicit analysis is conducted to identify the realistic GT-system thermodynamic configurations. A pre-design study have been carried out to identify the power to weight ratios of those systems. A SHEV model is developed and powertrain components are sized considering vehicle performance criteria. Energy consumption simulations are performed on the worldwide-harmonized light vehicles test cycle (WLTC), which account for the vehicle electric and thermal energy needs in addition to mechanical energy needs, using an innovative bi-level optimization method as energy management strategy. The intercooled regenerative reheat gas turbine (IRReGT) cycle is prioritized, offering higher efficiency and power density as well as reduced fuel consumption compared to the other investigated GT-systems. Also a dynamic model was developed and simulations were performed to account for the over fuel consumption during start-up transitory phases. Tests were also performed on some subsystems of the identified IRReGT-system. Results show improved fuel consumption with the IRReGT as auxiliary power unit (APU) compared to ICE. Consequently, the selected IRReGT-system presents a potential for implementation on futur SHEVs
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Siangsanoh, Apinya. "Conception et contrôle d'un système de gestion de piles à combustible avec des éléments de stockage distribués à supercondensateurs". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0118.
Abstract (sommario):
Une pile à combustible est un dispositif qui convertit directement l'énergie chimique du combustible (H₂) en électricité lors de deux réactions électrochimiques. Elle se compose de deux électrodes (anode et cathode), de deux plaques bipolaires, de couches de diffusion de gaz et d'un électrolyte. Dans une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC), l'électrolyte est une membrane polymère permettant le transport des protons de l'anode à la cathode. Elle est prise en sandwich entre les deux couches de catalytiques pour former l'Assemblage Membrane-Electrode (AME). Les couches de diffusion des gaz (GDL) permettent la diffusion de l'hydrogène et de l'oxygène depuis les canaux usinés dans les plaques bipolaires vers les couches de catalyseur. Du côté de l'anode, l'hydrogène se décompose en protons et en électrons (oxydation de l'hydrogène). Les protons traversent la membrane, et les électrons vont de l'anode à la cathode en traversant les GDL et un circuit externe relié à la charge. À la cathode, l'oxygène réagit avec les électrons et les protons pour produire de l'eau (réaction de réduction de l'oxygène). De nombreux facteurs affectent les performances des piles à combustible, tels que les matériaux, la conception et les conditions de fonctionnement. L'alimentation en gaz des électrodes est l'un des principaux paramètres de fonctionnement et elle est fortement liée à la gestion de l'eau et à la gestion thermique. En raison de son temps de réponse élevé, le flux de gaz a également une influence majeure sur le comportement de la pile à combustible lors des variations de puissance à haute fréquence, et le manque de gaz est l'un des principaux mécanismes liés à la dégradation des piles à combustible. Comme la durabilité de la PEMFC joue un rôle clé dans son déploiement à grande échelle en tant que source d'énergie, l'objectif de la thèse est de développer une source de puissance à base de piles à combustible permettant d'atteindre de meilleures performances et de diminuer les dégradations liées aux opérations dynamiques. La nouvelle architecture d'électronique de puissance est basée sur une configuration modulaire dans laquelle la source globale est répartie en plusieurs stacks de plusieurs cellules de pile à combustible. Chaque stack est connecté à son propre convertisseur pour former un système modulaire, et la sortie de plusieurs systèmes modulaires est connectée en série pour fournir de l'énergie à la charge. Cette configuration doit offrir de meilleures performances en termes de fiabilité et de durabilité par rapport aux configurations impliquant un seul convertisseur. Comme la dynamique de puissance de la pile à combustible est faible, l'hybridation avec un dispositif de stockage à réponse rapide, tel que le supercondensateur (SC), est nécessaire pour la charge à large bande passante. Afin d'augmenter l'efficacité du système global et permettre une utilisation optimale des SC, une topologie série pour l'hybridation est proposée dans cette étude, dans laquelle un convertisseur isolé est placé en série entre la pile à combustible et le SC. Cette hybridation est appliquée au niveau modulaire, les SC étant distribués dans tous les systèmes hybrides modulaires. La tension aux bornes du convertisseur en série doit être contrôlée pour que le transfert d'énergie de la pile à combustible vers les SC se fasse progressivement. Tous les SC fourniront de l'énergie à la charge par l'intermédiaire d'un convertisseur DC/DC adapté, spécialement conçu pour assurer un degré de liberté au flux de puissance ce qui est nécessaire pour la mise en œuvre d'un système de gestion des piles à combustible. Le système proposé est validé par simulation et par des résultats expérimentauxA fuel cell is a device that directly converts the chemical energy of fuel (H₂) to electricity through two electrochemical reactions. It consists of two electrodes (anode and cathode), two bipolar plates, gas diffusion layers, and an electrolyte. For Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), the electrolyte is a polymer membrane allowing protons transport from the anode to the cathode. It is sandwiched between two catalyst layers to form the Membrane Electrode Assembly (MEA). Gas diffusion layers (GDL) allow the diffusion of hydrogen and oxygen from the channels machined in the bipolar plates to the catalyst layers. At the anode side, hydrogen splits into protons and electrons (hydrogen oxidation). Protons cross the membrane, and the electrons go from the anode to the cathode through the GDL and through an external circuit connected to the load. At the cathode, oxygen molecules react with electrons and protons to produce water (oxygen reduction reaction). Many factors affect the fuel cell performances such as materials, design, and operating conditions. Gas supply to the electrodes is one of the main operating parameters and it is strongly linked to water and thermal managements. Due to its high time response, gas flow also has a major influence on the fuel cell behavior during high frequency power variations, and gas starvation is one of the main mechanisms related to fuel cell degradations.As durability of PEMFC has a key role in the acceptance of it as a feasible power source, the objective of the thesis is to develop a fuel cell power source in order to reach better performances and to decrease the degradations related to the dynamic operations. The new power electronic architecture is based on a modular configuration in which the global fuel cell source is separated into several stacks each being composed with few cells.Each stack is connected to its own converter to form a modular system, and the output of several modular systems is connected in series to supply energy to the load. This configuration is expected to give better reliability and durability performance compared with the configurations involving a single converter. Since the power dynamics of the fuel cell is low, hybridization with a rapid power response storage device, such as supercapacitor (SC) is necessary for the high bandwidth load. In order to increase the efficiency of the global system and to allow an optimal utilization of SC, a serial topology for hybridization is proposed in this study, where isolated converter is placed in series between the fuel cell and SC. This hybridization is applied at the modular level, the SC being distributed into all modular hybrid system. The voltage across the series converter has to be controlled so that the energy transfer from the fuel cell to supercapacitor occurs smoothly. All the SC will supply energy to the load through an adapted DC/DC converter specially design to own power flow freedom degree which is a requirement for implementing a Fuel Cell Management system. The proposed system is validated through the simulation and experimental results
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Vidales, Luna Benjamin. "Architecture de convertisseur intégrant une détection de défauts d'arcs électriques appliquée au sources d'énergie continues d'origine photovoltaïques". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0040.
Abstract (sommario):
Détection de défaut d'arcs intégrée dans un convertisseur intelligent contrôlé par FPGA pour les panneaux photovoltaïques. La mise au point de convertisseur intelligents intégrant des dispositifs de protection est une thématique que cherche à développer l'Institut Technologique de Morelia (Mexique) avec laquelle nous collaborons sur ce projet. L'objectif plus spécifique de ce travail repose sur la détection de défauts d'arc électrique en se basant sur le contrôle intelligent des onduleurs utilisés dans la gestion de l'énergie produite par des panneaux photovoltaïques. Depuis plusieurs années, le développement croissant des panneaux solaires photovoltaïques comme source d’énergie s’est imposé et la sécurité de ces dispositifs liée à la détection de défauts d’arcs électriques est devenu un enjeu majeur. L'approche que nous proposons dans ce travail est le développement d'une stratégie novatrice pour la surveillance et la prédiction de défaillance du réseau électrique constitué de panneaux solaires en présence de défauts d’arcs. Actuellement, la majorité des systèmes de détection comprennent des modules détecteurs disposés dans le circuit électrique à protéger dont la robustesse est loin d'être optimale. L'approche que nous proposons consiste à développer un dispositif de surveillance et de détection de défaut directement intégré dans l'onduleur intelligent. Le contrôle optimal de l'onduleur intelligent assurera une détection fiable de défaut d'arc sans déclenchement intempestif. Le dispositif comprendra également un système de coupure. La méthode de détection que nous privilégions sera basée sur l'analyse du courant et de la tension de ligne. Les algorithmes seront basés sur une analyse temps/fréquence des signatures courant et de tension suivie par une logique pertinente de décision de telle manière à minimiser le taux de fausses détections.Le noyau du convertisseur intelligent est constitué par un FPGA. Le parallélisme des traitements de données assurera le respect des contraintes temps réel. Dans le cadre du projet de thèse, la mise en œuvre, le test des algorithmes de détection et l’implémentation optimale afin de respecter les contraintes temps réel dans le FPGA sera mené dans le cadre d’une cotutelle de thèse entre l’institut technologique de Morelia et l’Université de LorraineIn this research work, the development of a multilevel inverter for PV applications is presented. The PV inverter, has two stages one DC/DC converter and one DC/AC inverter, and is capable of generating an AC multilevel output of nine levels, it's a transformerless inverter and uses a reduced number of components compared to other topologies. The conception of a novel DC/DC converter is capable of generating two isolated DC voltage levels needed to feed the DC/AC stage. This DC/DC stage is developed in two variants, buck and boost, the _rst to perform the reduction of voltage when the DC bus is too high, and second to increase the voltage when the DC bus is too low to perform interconnection with the grid through the DC/AC inverter. This is achieved thanks to the parallel functioning of the developed topology, which make use of moderated duty cycles, that reduces the stress in the passive and switching components, reducing potential losses. The validation of the PV inverter is performed in simulation and experimental scenarios. In the other hand, the response of the inverter facing an arc fault in the DC bus is studied by performing a series of tests where the fault is generated in strategic points of the DC side, this is possible thanks to the design and construction of an arc fault generator based in the specifications of the UL1699B norm. During the tests is observed that with the apparition of an arc fault, there is a lost in the half-wave symmetry of the AC multilevel output voltage waveform, generating even harmonics which aren't present during normal operation, only when an arc fault is present in the DC system. The monitoring of even harmonics set the direction for developing the detection technique. Since the magnitude of even harmonics in the inverter is very low, the total even harmonic distortion is employed as a base for the detection technique presented in this thesis. The effectiveness of this method is verified with a series of tests performed with different loads
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Van, Gorp Jérémy. "Diagnostic et observation d'une classe de systèmes dynamiques hybrides. Application au convertisseur multicellulaire série". Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00933659.
Abstract (sommario):
Cette thèse s'intéresse au diagnostic et à l'observation de systèmes linéaires à commutations et à l'application au convertisseur multicellulaire série. L'objectif est de proposer des solutions pour des sous-systèmes non-observables au sens classique et dont des fautes continues ou discrètes peuvent être présentes. Après la présentation d'un état de l'art sur les techniques d'observation et de diagnostic pourles systèmes à commutations, le mémoire est scindé en deux parties. La première partie propose, d'une part, une stratégie d'estimation des états discret et continu d'un système linéaire à commutation soumis à une entrée inconnue. Un observateur hybride basé sur la théorie des modes glissants d'ordre supérieur est développé. D'autre part, deux procédures de diagnostic sont présentées. La première combine un observateur hybride et un diagnostiqueur pour détecter une faute continue. Pour la seconde, un diagnostic actif est défini sur la base de la théorie du test afin de détecter et d'isoler une faute discrète. Dans la seconde partie de ce mémoire, les étapes de la réalisation d'un convertisseur multicellulaire sont détaillées. Ensuite, un chapitre est dédié à la validation des approches théoriques d'observation et de diagnostic sur le convertisseur à trois cellules. Un observateur est synthétisé afin d'estimer les tensions des capacités. Les deux procédures de diagnostic sont appliquées pour la détection d'une variation des valeurs des capacités et le diagnostic de cellules bloquées. Enfin, une commande binaire pour le convertisseur est proposée. L'application de cette stratégie permettra, par la suite, la commande tolérante aux fautes du convertisseur.
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Bensaid, Rédha. "Observateurs des tensions aux bornes des capacités flottantes pour les convertisseurs multicellulaires séries". Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT013H.
Abstract (sommario):
Le présent travail a pour objet le dévelopement d'observateurs permettant la mise en oeuvre de commandes sans capteurs de tensions flottantes pour les convertisseurs multicellulaires séries. Après avoir montré l'intérêt d'un observateur pour ce type de convertisseur, nous présentons deux modèles échantillonés : le modèle exact et le modèle moyen sur un tiers de période de découpage. Ces modèles nous permettent tout d'abord de tester l'observabilité d'un convertisseur à trois cellules lorsque le courant dans la charge est mesuré une fois par période de découpage. Ils seront ensuite utilisés pour le développement d'un observateur de type Luenberger et d'un filtre de Kalman récursif. Les résultats de simulation obtenus pour un convertisseur à trois cellules confirment la possibilité d'observer les tensions flottantes à partir du courant de charge en s'affranchissant des problèmes de singularités. Nous développons par la suite un autre type d'observateur basé sur un modèle instantané du convertisseur : l'observateur à modes glissants. Les performances de cet observateur seront montrées pour le cas d'un hacheur à deux ou trois cellules. Il convient de souligner que cette structure est compatible avec tous les types de commandes (commandes en durée ou en amplitude). Des résultats expérimentaux pour un hacheur à trois cellules de puissance 3kW et de fréquence de découpage 5kHz seront finalement montrés. L'observateur testé ici est le filtre de Kalman récursif utilisant un modèle moyen sur un tiers de période de découpage. Le banc d'essai a été réalisé au LEEI autour d'une carte numérique basée sur un DSP et un FPGA.
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Bellahnid, Abderrahim. "Étude et implantation d'une stratégie de commande, à angle de conduction constant du transistor d'un convertisseur à résonance série". Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1988. http://depot-e.uqtr.ca/5490/1/000574366.pdf.
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Leredde, Alexandre. "Etude, Commande et Mise en Oeuvre de Nouvelles Structures Multiniveaux". Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00668376.
Abstract (sommario):
Les structures de conversion multiniveaux permettent de convertir en moyenne tension et forte puissance. Celles-ci sont construites à partir de cellules de commutations et permettent d'augmenter le courant et la tension en entrée ou en sortie. Ces structures sont appelées multiniveaux car les formes d'ondes des tensions en sortie permettent d'avoir plus de deux niveaux de tension différents. Les différentes structures peuvent être classées dans différentes catégories tel que la mise en série de pont en H, les convertisseurs multicellulaires série ou parallèle ou encore les structures utilisant le fractionnement du bus continu. Toutes ces structures ont des propriétés et applications différentes, même si certaines structures ont des propriétés communes. Il est aussi possible de créer de nouvelles structures en mixant les différentes structures de bases des différentes familles de convertisseurs multiniveaux ou en assemblant les structures de base de la conversion statique. Même si l'utilisation de structure de conversion multiniveaux permet de convertir à forte puissance, celle-ci n'est pas toujours aisée. En effet l'augmentation du nombre de niveaux ou de la tension d'entrée implique également une augmentation du nombre de composants semi-conducteurs. Ceci peut être un frein à l'utilisation de convertisseur multiniveaux. Pour cela une nouvelle structure utilisant des composants partagés entre les différentes phases est proposée afin de limiter leur nombre. Un autre problème important lié aux convertisseurs multiniveaux est l'équilibrage des tensions des condensateurs du bus continu si celui-ci est composé de plus de deux condensateurs mis en série. Pour cela plusieurs solutions sont possibles : soit en utilisant une commande spécifique utilisant la modulation vectorielle, soit en utilisant des structures auxiliaires qui ont pour but d'équilibrer les différentes tensions des condensateurs. Dans une dernière partie ont été proposées de nouvelles structures qui permettent à la fois d'augmenter le courant de sortie et la tension en entrée en utilisant les principes des structures de base des convertisseurs multicellulaires série et parallèle. De plus, ces structures ont des propriétés intéressantes sur les formes d'ondes de sortie. De ces structures a été conçu un prototype permettant de valider les résultats de simulation. Une commande numérique implantée sur FPGA a été réalisée et a permis d'avoir des résultats expérimentaux intéressants.
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Kateb, Hocine. "Modélisation par séries de Fourier du fonctionnement en régime permanent d'un ensemble machine asynchrone sans fer convertisseur". Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066074.
Abstract (sommario):
Construction des équations de fonctionnement tenant compte des discontinuités de conduction dans le système convertisseur machine. Linéarisation par les séries de Fourier. Résolution par une méthode itérative. Application à l'optimisation de l'entraînement
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Gastaldi, Matthieu. "Développement d'une solution Core-chip MMIC avec convertisseur série-parallèle intégré en technologie BiCMOS pour la formation des faisceaux pour antennes agiles". Thesis, Toulouse, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAT0046/document.
Abstract (sommario):
L’objectif de cette action R&T CNES est le développement en technologie intégrée SiGe BiCMOS d’un core-chip MMIC pour les antennes à formation de faisceaux. Les nouvelles solutions pour les charges satellites développées pour les applications télécom notamment ont besoin d’être de plus en plus flexibles. Cela passe par la mise en place d’un très grand nombre de points de contrôle RF ‘Amplitude/Phase’ qui alimentent les antennes actives. Il faut donc de nouvelles solutions pour optimiser ces fonctions. Ces solutions doivent répondre à plusieurs critères : être compactes, diminuer la consommation DC et conserver les mêmes niveaux de performance en termes de gain, résolution et linéarité que les solutions déjà en place. Dans ce contexte, notre projet de recherche a porté sur le développement de circuits déphaseurs et atténuateurs en technologie SiGe. Une étude préliminaire a permis d’évaluer la technologie en réalisant un premier run comprenant des cellules de déphasage et d’atténuation élémentaires. Des lignes de transmission de type Slow Wave Lines ont également été intégrées afin de montrer leur potentiel pour des applications futures. Ces premiers résultats ont conduits à réaliser un second run comprenant des circuits plus avancés ainsi que le test d’une nouvelle technique pour le design des transistors : le body floating. Cette technique nous a permis de diminuer les pertes de nos circuits tout en améliorant la linéarité. Un troisième run incluant un déphaseur et un atténuateur 4 bits a permis de confirmer les modèles de simulations et le potentiel des circuits MMIC en technologie SiGe. Un dernier run a enfin permis de réaliser un nouveau type de SWL et de réaliser des solutions alternatives aux circuits classiques basées sur ces dernièresThis R&T CNES project concerns the design and realization of a Core-chip MMIC system integrated in SiGe BiCMOS technology. The MMIC core-chip system is dedicated to the beamforming for the active satellite antenna. The new solutions for the satellite payloads being developed for telecommunication applications need an increased flexibility at all the levels. More precisely, the system of active antennas allowing an adjustment by real-time electronic command of the terrestrial covered area offers an optimized response for the communication link budget. This performance has a cost: the necessity of a very large number of RF control points "amplitude / phase" of the beamforming equipment which power the active antenna matrix elements. So, it becomes mandatory to bring a new solution to optimize this function. The main challenges are: increasing the functions integration, decreasing the DC power consumption and keeping the RF performances in terms of gain, resolution and linearity
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Guepratte, Kevin. "Onduleur triphasé à structure innovante pour application aéronautique". Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00647128.
Abstract (sommario):
En aéronautique, les contraintes sont telles que la masse des filtres peut représenterjusqu'à 50% de la masse totale du convertisseur. Ces dernières années, les convertisseursmulticellulaires parallèles entrelacés et magnétiquement couplés ont conduit à améliorer lesperformances des convertisseurs (densité de puissance, efficacité, dynamique,...). Denombreuses topologies de filtrages entrelacés existent, l'objectif principal de cette étude est detrouver parmi ces topologies celles qui sont les mieux adaptées à la réalisation d'un onduleurde tension 110Veff / 400Hz triphasé 25kVA. Il est démontré que le choix du type de matériaumagnétique a un impact déterminant sur le poids, le volume et les pertes du convertisseur. Quidit parallélisation, dit multiplication du nombre de semi-conducteurs. Ces nouvelles structuresdoivent garantir à la fois un rendement élevé, une masse faible et une continuté defonctionnement, même en cas de panne d'un semiconducteur de puissance ou de sacommande. Mais coupler les phases entre elles, impose un lien indissociable qui peut êtrenuisible au fonctionnement de la structure en cas de dysfonctionnement. Des solutionsexistent et sont abordées dans l'étude. Enfin, la réalisation pratique d'un prototype semiindustrielde convertisseur triphasé utilisant des transformateurs interphases est présentée. Ils'agit d'un onduleur réseau avionique triphasé avec reconstruction de neutre pour fonctionneren déséquilibré. Les résultats expérimentaux démontrent l'avantage d'un convertisseur
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Leredde, Alexandre. "Etude, commande et mise en œuvre de nouvelles structures multiniveaux". Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0094/document.
Abstract (sommario):
Les structures de conversion multiniveaux permettent de convertir en moyenne tension et forte puissance. Celles-ci sont construites à partir de cellules de commutations et permettent d’augmenter le courant et la tension en entrée ou en sortie. Ces structures sont appelées multiniveaux car les formes d’ondes des tensions en sortie permettent d’avoir plus de deux niveaux de tension différents. Les différentes structures peuvent être classées dans différentes catégories tel que la mise en série de pont en H, les convertisseurs multicellulaires série ou parallèle ou encore les structures utilisant le fractionnement du bus continu. Toutes ces structures ont des propriétés et applications différentes, même si certaines structures ont des propriétés communes. Il est aussi possible de créer de nouvelles structures en mixant les différentes structures de bases des différentes familles de convertisseurs multiniveaux ou en assemblant les structures de base de la conversion statique. Même si l’utilisation de structure de conversion multiniveaux permet de convertir à forte puissance, celle-ci n’est pas toujours aisée. En effet l’augmentation du nombre de niveaux ou de la tension d’entrée implique également une augmentation du nombre de composants semiconducteurs. Ceci peut être un frein à l’utilisation de convertisseur multiniveaux. Pour cela une nouvelle structure utilisant des composants partagés entre les différentes phases est proposée afin de limiter leur nombre. Un autre problème important lié aux convertisseurs multiniveaux est l’équilibrage des tensions des condensateurs du bus continu si celui-ci est composé de plus de deux condensateurs mis en série. Pour cela plusieurs solutions sont possibles : soit en utilisant une commande spécifique utilisant la modulation vectorielle, soit en utilisant des structures auxiliaires qui ont pour but d’équilibrer les différentes tensions des condensateurs. Dans une dernière partie ont été proposées de nouvelles structures qui permettent à la fois d’augmenter le courant de sortie et la tension en entrée en utilisant les principes des structures de base des convertisseurs multicellulaires série et parallèle. De plus, ces structures ont des propriétés intéressantes sur les formes d’ondes de sortie. De ces structures a été conçu un prototype permettant de valider les résultats de simulation. Une commande numérique implantée sur FPGA a été réalisée et a permis d’avoir des résultats expérimentaux intéressantsThis PhD Thesis deals with the study of new multilevel structures. At the beginning of this work, a new methodology to create new multilevel structures has been conceived. To evaluate the performances of these structures, there are many possibilities: number of output voltage levels, number of components, and the quality of the converters’ output waveforms. The list of criteria is not exhaustive. One technique to obtain an output multilevel waveform is to split the DC link in several capacitors. There is a limitation since putting more than two capacitors in serial connection leads to an unbalancing of these voltage capacitors. Several solutions are possible to balance these voltages. The first one uses the control of the structure in a three phase application, using a space vector modulation and minimizing the energy stored in the DC link. The second solution consists in using auxiliary circuits, which realize an energy transfer between one capacitor to another through an inductor. The drawback of this method is the high number of components. This problem can be reduced sharing some components between the three phases of the converter. The third part of this study is related to multicell converters, structures with very interesting good properties. New converter structures mix serial and parallel multicell converters, to obtain a hybrid converter with similar performances to the two basic converters. An experimental prototype was built to validate the results of the PhD. The digital control of this hybrid structure was made with a FPGA where two DSP processors were implemented
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Chaffaï, Rachid. "Étude en régime permanent et modélisation en petit signal d'un convertisseur à resonance sérié : application : interface entre les panneaux solaires et le réseau électrique de distribution". Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1990. http://depot-e.uqtr.ca/5397/1/000589279.pdf.
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Pascal, Jean-Pierre. "Etude de circuits d'aide à la commutation de thyristors GTO montés en série pour des applications à la traction ferroviaire". Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066273.
Abstract (sommario):
Revue des propriétés des thyristors interrupteurs. Aptitude à l'utilisation en grande traction. Etude du rétablissement de la tension aux bornes. Soufflage et mise en série des thyristors interrupteurs. Caractérisation des GTO de grande puissance.
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Douzi, Chawki. "Effet du vieillissement par fatigue électrothermique sur la compatibilité électromagnétique des composants de puissance à base de SiC". Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR002/document.
Abstract (sommario):
Ce travail de recherche porte sur l’étude de l’effet du vieillissement par fatigue électrothermique sur la compatibilité électromagnétique des composants de puissance à base de carbure de silicium. Il est axé sur deux grandes parties ; une partie expérimentale et une autre plus orientée modélisation. Sur le plan expérimental, cette thèse étudie l’effet du vieillissement des transistors à base de carbure de silicium utilisés dans les convertisseurs statiques sur les perturbations électromagnétiques générées par ces convertisseurs. La deuxième partie porte sur la modélisation de ces transistors afin d’émuler l’effet de leur vieillissement sur les perturbations électromagnétiques des modules qu’ils composent. Cette dernière étape repose sur une étude de l’évolution des caractéristiques électriques statiques et dynamiques effectuées sur le composant sous test pour extraire les principaux paramètres intrinsèques du transistor de puissance dégradé après les séries de stress appliquées. En effet, ces paramètres intrinsèques dégradés émulent l’effet du vieillissement et sont représentatifs des principaux phénomènes pouvant influencer les convertisseurs de puissance étudiés. De ce fait, le changement de leurs valeurs dans le modèle du dit composant, décrit en VHDL-AMS et implémenté sur le simulateur de type circuit ANSYS SIMLORER, nous permet d’obtenir un modèle d’un tel composant après vieillissement. Cette étape a permis de valider la méthodologie développée pour la simulation des perturbations électromagnétiques conduites d’un composant sain dans un premier temps et d’un composant vieilli dans un second. Globalement, cette approche de modélisation innovante développée dans ce travail permet d’aider les concepteurs des convertisseurs statiques à prédire les perturbations électromagnétiques conduites avant et après vieillissement sans passer par la mesure et ses points faibles. Ceci apporte des informations complémentaires sur l’évolution des signatures CEM de tels modules durant sa durée de vie et d’estimer donc le risque lié au vieillissement des composantsThis research work focuses on the electrothermal aging effect on the electromagnetic compatibility of power components based on silicon carbide SiC. It focuses on two major parts ; an experimental part and another more oriented modelization. Experimentally, this thesis studies the aging effect of SiC transistors used in static converters on the electromagnetic interferences EMI generated by these converters. The second part deals with the modeling of these transistors in order to emulate the effect of their aging on the EMI of the modules they compose. This step made it possible to validate the methodology developed for the simulation of the conducted EMI of a healthy SiC MOFSET at first and of an aged SiC MOSFET in a second time. Overall, this innovative modeling approach developed in this work helps the designers of static converters to predict the conducted EMI before and after aging without going through the measurement. This provides additional information on the evolution of the EMC signatures of such modules during its lifetime and thus to estimate the risk associated with the aging of the components
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Amet, Leonardo. "Commande des systèmes à commutation : applications aux systèmes électriques". Thesis, Cergy-Pontoise, 2014. http://www.theses.fr/2014CERG0720/document.
Abstract (sommario):
Dans ce travail de thèse, réalisé dans le cadre d'une bourse CIFRE entre le laboratoire ECS-Lab et l'entreprise GS Maintenance, nous nous sommes intéressés au contrôle et à l'observation des systèmes électriques, particulièrement les convertisseur multicellulaires séries et les moteurs à courant continu série.Dans la topologie des convertisseurs multicellulaires il est nécessaire d'équilibrer les tensions des condensateurs flottants à des valeurs spécifiques. Les techniques de commande par Modulation de Largeur d'Impulsions (MLI) permettent cet équilibrage, mais favorisent les dynamiques lentes. De plus, si le nombre de cellules est non premier, il existe des rapport cycliques qui déstabilisent le convertisseur. Afin de pallier à ces inconvénients, dans la première partie de la thèse des commandes directes basées sur les modes glissants sont proposées pour le convertisseur multicellulaire série à deux et trois cellules. Ces commandes sont simples et permettent une dynamique rapide, pouvant être étendues à des convertisseurs à nombre de cellules quelconque. Ces commandes sont testées en simulation et expérimentalement via un système temps réel dSpace sur un convertisseur multicellulaire à deux et trois cellules réalisé au cours de cette thèse au sein du laboratoire ECS-Lab. Il est important de souligner qu'une version industrielle du convertisseur a été réalisée au sein de l'entreprise GS Maintenance et vendue à l'Université du Qatar.Par ailleurs, dans le cadre de l'application du convertisseur multicellulaire une commande par modes glissants de type Zig-Zag est proposée pour pallier aux problèmes de quantification et saturation des actionneurs.La deuxième partie du travail a été consacrée à la synthèse d'un observateur/estimateur de type super-twisting pour estimer la vitesse d'un moteur à courant continu série sans capteur mécanique. La stratégie d'observation proposée est dédiée à une application industrielle qui concerne le forage pétrolier. Elle permet d'apporter une solution au problème d'observation généré par le fonctionnement à zéro ou faible courant. Cette stratégie a été testée sur un banc expérimental développé au cours de cette thèse au sein de l'entreprise GS MaintenanceIn this thesis , conducted in the context of a grant CIFRE between laboratory ECS-Lab and the company GS Maintenance, we focused on the control and observation of electrical systems, particularly multicellular converter series and the series DC motor.The floating voltages of the multicell topology need to be balanced to specific values. PWM control techniques provide such a balance but favor the slow dynamics. Moreover, if the numbers of cells is not prime, there exist duty-cycles which could destabilize the converter. To overcome these drawbacks, we propose direct control strategies based on sliding mode techniques for 2 and 3-cell converters. These are simple, allow fast dynamics, and can be easily extended to any number of cell with little overhead. They have been tested in simulation and experimentally via a real-time dSpace board on a 2 and 3-cell converter develloped during this thesis at ECS-Lab. It is important to emphasize that an industrial version of the converter has been manufactured at GS Maintenance and sold to Qatar University.Moreover, in the context of the appication of multicell converters, a Zig-Zag sliding mode control law has been proposed to overcome quantization and saturation problems found in real actuators.The second part of this work adresses the synthetization of an super-twistign observer/estimator scheme to estimate the speed of a sensorless DC series motor. The proposed observation strategy is dedicated to an industrial application in the context of oil drilling. It provides a solution to the problem of observation generated by operating at zero or low current. This strategy has been tested on an experimental bench developed in this thesis within GS Maintenance
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Moosavi, Anchehpoli Seyed Saeid. "Analysis and diagnosis of faults in the PMSM drivetrains for series hybrid electrical vehicles (SHEVs)". Thesis, Belfort-Montbéliard, 2013. http://www.theses.fr/2013BELF0224/document.
Abstract (sommario):
L'intérêt pour les véhicules électriques ne cesse de croitre au sein de la société contemporaine compte tenu de ses nombreuses interrogations sur l’environnement et la dépendance énergétique. Dans ce travail de thèse, nous essayons d’améliorer l’acceptabtabilité sociétale du véhicule électrique en essayant de faire avancer la recherche sur le diagnostique des défauts d’une chaine de traction électrique. Les résultats escomptés devraient permettre à terme d’améliorer la fiabilité et la durabilité de ces systèmes.Nous commençons par une revue des problèmes des défauts déjà apparus dans les véhicules hybrides séries qui disposent de l’architecture la plus proche du véhicule électrique. Une étude approfondie sur le diagnostic des défauts d’un convertisseur de puissance statique (AC-DC) ainsi que celle du moteur synchrone à aimants permanents est menée. Quatre types de défauts majeurs ont été répertoriés concernant le moteur (court-circuit au stator, démagnétisation, excentricité du rotor et défaut des roulements). Au niveau du convertisseur, nous avons considéré le défaut d’ouverture des interrupteurs. Afin d’être dans les mêmes conditions d’utilisation réelle, nous avons effectué des tests expérimentaux à vitesse et charge variables. Ce travail est basé aussi bien sur l’expérimentation que sur la modélisation. Comme par exemple, la méthode des éléments finis pour l’étude de la démagnétisation de la machine. De même, l’essai en court-circuit du stator du moteur en présence d’un contrôle vectoriel.Afin de réaliser un diagnostic en ligne des défauts, nous avons développé un modèle basé sur les réseaux de neurones. L’apprentissage de ce réseau de neurone a été effectué sur la base des résultats expérimentaux et de simulations, que nous avons réalisées. Le réseau de neurones est capable d'assimiler beaucoup de données. Ceci nous permet de classifier les défauts en termes de sévérité et de les localiser. Il permet ainsi d'évaluer le degré de performance de la chaine de traction électrique en ligne en présence des défauts et nous renseigner ainsi sur l'état de santé du système. Ces résultats devraient aboutir à l’élaboration d’une stratégie de contrôle tolérant aux défauts auto-reconfigurable pour prendre en compte les modes dégradés permettant une continuité de service du véhicule ce qui améliorera sa disponibilitéThe interest in the electric vehicles rose recently due both to environmental questions and to energetic dependence of the contemporary society. Accordingly, it is necessary to study and implement in these vehicle fault diagnosis systems which enable them to be more reliable and safe enhancing its sustainability. In this work after a review on problem of faults in the drivetrain of series hybrid electric vehicles (SHEV), a deep investigation on fault diagnosis of AC-DC power converter and permanent magnet synchronous motor (PMSM) have been done as two important parts of traction chains in SHEVs. In other major part of this work, four types of faults (stator winding inter turn short circuit, demagnetization, eccentricity ant bearing faults) of a PMSM have been studied. Inter turn short circuit of stator winding of PMSM in different speeds and loads has been considered to identify fault feature in all operation aspects, as it is expected by electric vehicle application. Experimental results aiming short circuits, bearing and eccentricity fault detection has been presented. Analytical and finite element method (FEM) aiming demagnetization fault investigation has been developed. The AC-DC converter switches are generally exposed to the possibility of outbreak open phase faults because of troubles of the switching devices. This work proposes a robust and efficient identification method for data acquisition selection aiming fault analysis and detection. Two new patterns under AC-DC converter failure are identified and presented. To achieve this goal, four different level of switches fault are considered on the basis of both simulation and experimental results. For accuracy needs of the identified pattern for SHEV application, several parameters have been considered namely: capacitor size changes, load and speed variations. On the basis of the developed fault sensitive models above, an ANN based fault detection, diagnosis strategy and the related algorithm have been developed to show the way of using the identified patterns in the supervision and the diagnosis of the PMSM drivetrain of SHEVs. ANN method have been used to develop three diagnosis based models for : the vector controlled PMSM under inter turn short circuit, the AC/DC power converter under an open phase fault and also the PMSM under unbalanced voltage caused by open phase DC/AC inverter. These models allow supervising the main components of the PMSM drivetrains used to propel the SHEV. The ANN advantages of ability to include a lot of data mad possible to classify the faults in terms of their type and severity. This allows estimating the performance degree of that drivetrains during faulty conditions through the parameter state of health (SOH). The latter can be used in a global control strategy of PMSM control in degraded mode in which the control is auto-adjusted when a defect occurs on the system. The goal is to ensure a continuity of service of the SHEV in faulty conditions to improve its reliability
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Alkayal, Fisal. "Contribution à l'intégration monolithique de protections contre les surtensions :application aux convertisseurs de puissance haute tension". Phd thesis, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00165398.
Abstract (sommario):
Un nouveau circuit de protection contre les surtensions a été développé. Dans ce circuit de protection, la partiedissipative est monolithiquement intégrée dans la même puce du transistor à protéger avec aucune modification
technologique additionnelle. Cette intégration monolithique tire profit du système de refroidissement du
transistor à protéger pour le refroidissement de la partie intégrée. En même temps, elle réduit au minimum les
problèmes de connections entre le transistor à protéger et son système de protection. En plus, la conception de
ce circuit de protection permet d'ajuster le seuil de tension de protection. C'est utile pour la mise en série des
transistors pour des applications à haute tension. Un modèle du BJT comme transistor de protection est établi.
Ce modèle se distingue des modèles existants car il prend en compte que le BJT fonctionne en mode linéaire.
Un modèle thermique de l'ensemble des transistors intégrés évalue le comportement de ces transistors malgré la
différence entre leur mode de fonctionnement. Ce modèle donne une meilleure distribution des cellules du
transistor de protection dans la puce. Des résultats pratiques à partir des composants MOSFETs autoprotégés
que nous avons fabriqués valident la solution proposée. Un démonstrateur de hacheur série utilisant deux
MOSFETs autoprotégés en série montre l'efficacité de notre solution.