These : [THESE0125]
Titre : O. RIEUX, Convertisseur continu-continu isolé à large plage de tension d'entrée : conception d'une alimentation 36 kW pour auxiliaire ferroviaire, 8 novembre 2000, 212 pages.
Cité dans : [DIV189] Recherche sur l'auteur Thierry MEYNARD, mai 2003. Cité dans :[THESE093]
Auteur : Olivier Rieux - Ingénieur Supelec
Info : Numéro de notice : 059556544
Directeur : Philippe Ladoux, Thierry Meynard
Lieu : Université de Institut National Polytechnique Toulouse.
Date : 2000
Editeur : [S.l.] : [s.n.]
Description : XII-212 p. : ill. ; 30 cm
Thèse : Thèse doctorat : Génie Électrique : Toulouse, INPT : 2000
Notes : Bibliogr. p. 187-189
Sujets : Électronique de puissance - Commutation (électricité) - Thyristors - Haute tension - Transports ferroviaires - Inductance.
Langue : Français
Vers : Table des matières
Vers : Bibliographie
Vers : Commentaires
Président : Robert BAUSIERE
Rapporteur : James ROUDET
Co-directeur : Philippe LADOUX
Co-directeur : Thierry MEYNARD
Industriel : Philippe AUBIN
Examinateur : Yvon CHERON
Examinateur : Marc DEBRUYNE
Examinateur : Henri FOCH
Résumé :
Cette thèse relate les travaux effectués dans le cadre
d'un contrat de collaboration entre la société FAIVELEY
Transport et le Laboratoire d'Électrotechnnique et
d'Électronique Industrielle. Ces travaux et ce contrat
s'inscrivent dans une convention CIFRE. L'objet de ces
travaux est l'étude d'un convertisseur destiné à
alimenter un groupe de climatisation ferroviaire à partir
de la tension caténaire. Il s'agit d'un convertisseur
continu-continu avec une tension d'entrée variable de 2 à
5 kV et une tension de sortie de 600 V. Ce mémoire
présente la démarche de conception, qui aboutit à un
principe de conversion original. Ce principe est basé sur
une association série d'onduleurs à thyristors duaux et
sur une commande coopérative de ces onduleurs permettant,
entre autres, l'absorption des variations de tension
d'entrée. Ce mémoire détaille également le
fonctionnement et les règles de conception des
convertisseurs basés sur ce principe. Des études
corollaires sont également présentées sur des sujets tels
que la reconfiguration in situ du convertisseur pour
d'autres tensions caténaires ou la possibilité de
fonctionner en cas de défaut. Le fonctionnement d'un tel
convertisseur a été étudié en simulation, ce qui a
permis de valider aussi bien le schéma de puissance que les
modes de commande. Il a été procédé en outre à des
expérimentations permettant de valider la faisabilité d'un
composant critique de la structure : l'inductance saturable.
Mots_clefs : Electronique de puissance. Multiniveaux. Commutation douce. Isolement galvanique. Thyristor dual. Inductance saturable. Haute tension. Chemin de fer.
Abstract :
Insulated DC-to-DC Converter with Wide Input Voltage Range
This thesis presents the research that has been carried out in the context of a collaboration contract between the FAIVELEY Transport company and the Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique Industrielle Laboratory.
The goal of this research is the study of a converter that feeds a railway air conditioning unit, and that is fed by the overhead line voltage. It's an insulated DC-to-DC converter, of which input voltage varies from 2 to 5 kV, and output voltage is 600 V.
This document introduces and justifies an original energy conversion principle. This principle is based on a series association of ZVS inverters, and a co-ordinated control that takes up the input voltage variations. This document also exposes detailed operation, and design rules applicable to converters based on this principle. Related studies are presented too, on such subjects as in situ reconnection of inverters for adapting to other overhead line types, or fault tolerance.
Operation of a such converter has been studied by simulation, thus validating both the topology and the control modes. Experiments have also been carried out to check feasibility of a critical component of the structure: the saturable inductor.
Keywords : Power electronics. Multilevel. Soft switching. Galvanic insulation. Dual thyristor. Saturable inductor. High voltage. Railway
Table des matières |  |
I Etude globale 5 | |
1 Demande Industrielle 7 i
1.1 Contexte 7
1.2 Cahier des charges principal 7
1.3 Fonctionnement Ii1ultitension et marche dégradée 9
1.4 Répartition des rôles entre filtre d'entrée et électronique 11
2 Fixons quelques caractéristiques 15
2.1 Mise en série 15
2.2 Usage de l'alternatif 18
2.3 Onduleur de tension ou commutateur de courant. 19
2.4 Commutation douce 20
2.5 Point sur l'onduleur 24
2.6 Généralités sur l'onduleur de tension a thyristor dual. 25
2.7 Pont complet ou demi-pont 26
2.8 Structure directe ou indirecte 27
2.9 Redresseur commande ou a diodes. 29
2.10 Bilan 30
3 Construction du convertisseur c 31
3.1 Point de départ 31
3.2 Mise en série en entrée 32
3.3 Raccordement en aval ...33
3.4 Comment réguler la tension a vide et a très faible charge. 34
3.5 Comment réduire la contrainte en tension sur le(s) redresseur(s) 39
3.6 Bilan des candidats 41
3.7 Utilisation d'un hacheur de tête 41
3.8 Convertisseur résonnant série parallèle 42
3.9 Conclusion. 43
4 Principe de conversion retenu 45
4.1 Structure. 45
4.2 Fonctionnement 47
4.3 Points forts et points faibles 50
II Etude détaillée 51 | |
2 Motifs de commutation 73
2.1 Objectifs 73
2.2 Motifs retenus (en régime permanent) 74
2.3 Gestion des transitoires 85
3 Problèmes quantitatifs 91
3.1 Choix du couple (N; Calibre des IGBTS) 91
3.2 Tension sur le redresseur .92
3.3 Choix de la capacité snubber. 94
3.4 Choix de la fréquence de fonctionnement 94
3.5 Conditions de commutation. 95
3.6 Compromis de dimensionnement inhérent aux conditions de commutation. 102
3.7 Dimensionnement numérique. 106
4 Etude des phénomènes dynamiques 111
4.1 Régulation de la tension de sortie. 111
4.2 Prise en compte du filtre d'entrée 125
4.3 Equilibrage des tensions d'entrée d'onduleurs 126
5 Démarrage, gestion des défauts et fonctionnement en multi-tension 129
5.1 Mode de démarrage 129
5.2 Gestion des défauts d'onduleur 131
5.3 Reconfiguration ,..133
III Mise en oeuvre 141 | |
2 Expérimentations 157
2.1 Dispositif expérimental. 157
2.2 Résultats. 163
IV Bilan et perspectives 175 | |
2 Modifications envisageables 179
2.1 Nouveau motif de commutation. 179
2.2 Commutation dure 179
2.3 Inductance réglable 180
Conclusion générale 183
Bibliographie 187
Annexes 193
A Justification du fonctionnement 193
A.l Principe d'addition (objectif principal1) 193
A.2 Principe d'addition (objectif principal 2) 194
A.3 Périodicité des grandeurs redresseur 194
A.4 Périodicité des grandeurs onduleurs 196
A.5 Egalité des puissances onduleurs 196
A.6 Permutations circulaires 198
A.7 Conditions de commutation. 198
A.8 Utilisation du transformateur 200
A.9 Polyvalence des motifs 200
A.10 Récapitulation. 200
B Programme de commande utilise en simulation et documentation associée 203
C Schéma du boîtier de coupure 205
D Documentation du tore de l'inductance saturable 207
E Documentations des IGBTs concurrents 209
F Documentations des diodes concurrentes 211
G Norme de l'Union Internationale des Chemin de fer UIC 550-1 213
[1] : [DIV358] UIC-550, Installation pour l'alimentation en énergie électrique du matériel voyageur, Norme de l'Union Internationale des Chemin de fer, 9e édition, 1er janvier 1994.
Bibliographie | |
[1] : [PAP158] ------- [2] : [PAP158] ------- [3] : [PAP158] ------- [4] : [PAP158] ------- [5] : [PAP158] ------- [6] : [LIVRE039] Y. CHERON, La commutation douce dans la conversion de l'énergie électrique, TECH DOC - LAVOISIER, 1989. [7] : [PAP156] X. GUILLAUD, J.P. HAUTIER, Concepts de modélisation pour la commande des convertisseurs statiques, Journal de Physique III, Avril 1994, pp 805-819. [8] : [THESE120] P. LADOUX, Nouvelles structures de convertisseurs, PhD thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse, March 1992. [9] : [PAP158] -------
[10] : [PAP158] ------- [11] : [PAP158] ------- [12] : [PAP158] ------- [13] : [PAP158] ------- [14] : [PAP508] S. HAMADA, M. NAKAOKA, Steady-state analysis and performance of a saturable reactor assisted soft switching dc-dc convertor, IEE proceedings-B, 139(4):281-288, July 1992. [15] : [PAP158] ------- [16] : [PAP510] W. MELHEM, F. FOREST, S. CAZABAT, J. GONZALES, J. COURAULT, H. POULIQUEN, Convertisseur à IGBTs de forte puissance (1000 V - 1000 A) à commutations quasi-résonnantes. EPF, 1996, pp. 199-204. [17] : [PAP158] ------- [18] : [PAP158] ------- [19] : [PAP158] -------
[20] : [PAP158] ------- [21] : [PAP158] ------- [22] : [PAP158] ------- [23] : [PAP158] ------- [24] : [PAP158] ------- [25] : [ART560] S. AZZOPARDI, A. JAMET, J.-M. VINASSA, C. ZARDINI, Switching performance comparison of 1200V punch-through and non punch-through igbts under hard-switching at high temperature, IEEE, pp. 1201-1207, Aout 1998. [26] : [PAP158] ------- [27] : [ART292] I. MILOSALJEVIC, D. BOROJEVIC, I. CELANOVIC, Modularized communication and control structure for power converters, EPE Proceedings, Septembre 1999. [28] : [PAP158] ------- [29] : [PAP506] A.K.S. BHAT, A fixed frequency modified series-resonant converter: analysis, design, and experimental results, IEEE transactions on power electronics, 10(6):766-775 November 1995.
[30] : [PAP158] ------- [31] : [PAP281] H. FOCH, Y. CHERON, M. METZ, T. MEYNARD, The development of static convertors, Revue Generale de l'Electricite, May 1992, No. 5, pp. 48-56. [32] : [PAP507] S. HAMADA, M. NAKAOKA, Family of saturable reactor assisted soft switching PWM DC-DC convertors, IEEE proceedings-B, 139(4):395-401, July 1992. [33] : [PAP158] ------- [34] : [PAP343] R.H. WILKINSON, T.A. MEYNARD, F. RICHARDEAU, J.H.R. ENSLIN, Dynamic Control and Voltage Balance of Multilevel Converters: Large Signal One-Cycle Response, EPE'99. [35] : [PAP158] ------- [36] : [99ART124] J.-L. SANCHEZ, M. BREIL, J.-P. LAUR, P. AUSTIN, J. JALADE, F. ROSSEL, H. FOCH, Functional Integration for New Power Switches Design: Example of the Thyristor Dual Function, EPE'99, papier 530, 13 pages, 7-9 septembre 1999. [37] : [PAP158] -------
Commentaires | |
Mise à jour le lundi 10 avril 2023 à 19 h 01 - E-mail : thierry.lequeu@gmail.com
Cette page a été produite par le programme TXT2HTM.EXE, version 10.7.3 du 27 décembre 2018.
| Copyright 2023 : | |
Les informations contenues dans cette page sont à usage strict de Thierry LEQUEU et ne doivent être utilisées ou copiées par un tiers.
Powered by www.google.fr, www.e-kart.fr, l'atelier d'Aurélie - Coiffure mixte et barbier, La Boutique Kit Elec Shop and www.lequeu.fr.