Eléments de conception des convertisseurs statiques

disposer de connaissances permettant de contribuer au design de l'onduleur alimentant une machine alternative, en intégrant les aspects architecture, commande, choix des semiconducteurs

+ être capable de justifier la structure de puissance du convertisseur d'alimentation (onduleur triphasé) et d’identifier les grandeurs dimensionnantes principales

+ identifier les degrés de liberté qu'apporte la structure de l'onduleur triphasé et connaître leur déclinaison à différentes échelles de temps (en instantané, dans le domaine des basses fréquence par rapport à la fréquence de commutation)

+ savoir exploiter les degrés de liberté pour assurer la maîtrise des courants injectés dans les enroulements de la machine

+ comprendre les réversibilités en puissance (aux échelles de temps de la période de commutation, de la période des courants machine, en permanent)

+ comprendre les contraintes de fonctionnement de l'étage d'alimentation de l'onduleur, relatives aux réversibilités en puissance de l'onduleur

+ comprendre le principe de filtrage de l'onduleur (étage DC) et dimensionner les composants du filtre

+ comprendre le phénomène d'instabilité résultant du comportement de "charge à puissance constante" de l'onduleur associé à sa régulation

+ connaître le principe de stabilisation et dimensionner un circuit dédié

+ identifier les pertes générées dans les composants semi-conducteur constituant la cellule de commutation de l'onduleur, leur nature (conduction ou commutation) et leur localisation (transistor ou diode)

+ comprendre le contenu de la datasheet d'un transistor de puissance et celle d'un dissipateur thermique

+ savoir dimensionner le nombre de modules de puissance à utiliser pour une gamme de courant donnée

+ savoir utiliser un modèle de pertes de transistor et de diodes sous PLECS et exploiter les résultats obtenus en simulation

+ comprendre le dimensionnement d'un dissipateur thermique et savoir simuler le comportement thermique dynamique du montage pour plusieurs points de fonctionnement

2 volumes de cours magistraux :  architecture et contrôle (3 * 1h45)

- HP composants semiconducteurs (2 * 1h45)

- MC 
1 Bureau d'étude (2 *3h30), s'appuyant sur l'utilisation et l’amélioration d'un modèle de simulation (logiciel PLECS):  

 + étude de l'architecture et une implémentation de la commande d'un drive (machine synchrone à aimant permanent)    

+ étude et dimensionnement de l'étage de filtrage (coté DC de l'onduleur)    

+ étude des réversibilités du courant prélevé par l'onduleur sur la source DC    

+ mise en évidence du phénomène d'instabilité et dimensionnement d'une solution stabilisatrice    

+ étude des pertes générées dans les composants semi-conducteur constituant la cellule de commutation de l'onduleur,   

+ analyse de la datasheet d'un transistor de puissance MOSFET SiC et IGBT Si    

+ dimensionnement du nombre de modules de puissance à utiliser en fonction d'un point de fonctionnement visé    

+ utilisation de modèles PLECS de pertes des transistors et de diodes SiC et Si    

+ dimensionnement du dissipateur thermique et simulation thermique du montage

+ notion de cellule de commutation et de fonction de connexion ; caractéristiques statiques et dynamiques des composants semi conducteurs (cours 2A-NRJ : N7EE02A) 

+ notions de pertes par commutation et par conduction des composants semiconducteurs (cours 2A-NRJ : N7EE02A - Approches énergétiques de la conception des CVS)