Onduleur triphasé à structure innovante pour application aéronautique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Onduleur triphasé à structure innovante pour application aéronautique

Résumé

In aeronautics field, the constraints are such as the mass of the filters can represent up to 50% of the total mass of the converter. During the last years, magnetic coupled interleaved converters enhances performances (power density, efficiency, transient response). It existe several possibilities for use interleaved coupled topologies that use inter-phase transformer exist, the main objective of this study is to find among these topologies the best adapted configuration in the context of a three-phase voltage inverter 110Veff/400Hz 25kVA. The choice of the magnetic material type has a great impact on determining the weight, the volume and the losses of the converter. Parallelization leads to increase the semiconductor number. These new structures must guarantee at the same time a raised efficiency, a low mass and a great reliability, even in the event of case of breakdown of a power semiconductor or his driver circuit. But coupleing the phases between themselve, imposes a dangerous strong link on the structure operation in event of default. Solutions exist and are presented in the study. Lastly, the implementation of a semi-industrial of three-phase converter using interphases transformers is performed. This inverter has been desinging to be use on a three-phase avionics inverter network with rebuilding of neutral in case of unbalancing. Experimental results show the advantage of an interleaved converter compared with a conventional solution.
En aéronautique, les contraintes sont telles que la masse des filtres peut représenter jusqu'à 50% de la masse totale du convertisseur. Ces dernières années, les convertisseurs multicellulaires parallèles entrelacés et magnétiquement couplés ont conduit à améliorer les performances des convertisseurs (densité de puissance, efficacité, dynamique,...). De nombreuses topologies de filtrages entrelacés existent, l'objectif principal de cette étude est de trouver parmi ces topologies celles qui sont les mieux adaptées à la réalisation d'un onduleur de tension 110Veff / 400Hz triphasé 25kVA. Il est démontré que le choix du type de matériau magnétique a un impact déterminant sur le poids, le volume et les pertes du convertisseur. Qui dit parallélisation, dit multiplication du nombre de semi-conducteurs. Ces nouvelles structures doivent garantir à la fois un rendement élevé, une masse faible et une continuté de fonctionnement, même en cas de panne d'un semiconducteur de puissance ou de sa commande. Mais coupler les phases entre elles, impose un lien indissociable qui peut être nuisible au fonctionnement de la structure en cas de dysfonctionnement. Des solutions existent et sont abordées dans l'étude. Enfin, la réalisation pratique d'un prototype semiindustriel de convertisseur triphasé utilisant des transformateurs interphases est présentée. Il s'agit d'un onduleur réseau avionique triphasé avec reconstruction de neutre pour fonctionner en déséquilibré. Les résultats expérimentaux démontrent l'avantage d'un convertisseur entrelacé comparé à une solution classique.
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Dates et versions

tel-00647128 , version 1 (01-12-2011)
tel-00647128 , version 2 (19-03-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00647128 , version 1

Citer

Kevin Guépratte. Onduleur triphasé à structure innovante pour application aéronautique. Energie électrique. Université de Grenoble, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00647128v1⟩

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