Academic literature on the topic 'Fours électriques – Conception et construction'

La correction du facteur de puissance a été récemment introduite dans les convertisseurs pour remplacer le filtrage passif en amont des convertisseurs et pour répondre aux nouvelles normes en vigueur. La correction de facteur de puissance dite mono-étage a succédé à celle en deux étages qui est caractérisée par un coût et un volume élevés. Cette étude vise deux types d'applications. Les applications à faible puissance (300 W) sous une tension d'alimentation de 230 Veff et une tension de 54 V en sortie. Pour des raisons de coût et de volume, les structures asymétriques Flyback et Sepic sont des solutions répondant au cahier des charges et qui restent incontournables. U ressort également de cette étude, que si les contraintes du convertisseur à résonance série fonctionnant en conduction discontinue sont acceptables, alors ce dernier peut aussi répondre au cahier de charge. Le second type d'applications visées par cette étude concerne la moyenne puissance (3 kW) avec une tension de 150 V en sortie. Dans ce cadre, seules les structures symétriques à résonance à commutateur de courant ou à onduleur de tension sont susceptibles de répondre au cahier des charges. Pour la seconde catégorie, et en vue d'une généralisation, une discussion sur la nature du circuit résonant est faite pour étudier le prélèvement sinusoïdal. En évaluant les avantages et les inconvénients de chaque structure, deux convertisseurs ont été retenus et les prototypes réalisés ont montré un bon facteur de puissance et le respect de la norme en vigueur (EN 61000-3-2)
Recently, power factor correction has been introduced into power converters to replace the passive filters at the front-end of converters and to respect new standards corne into opération. Single-stage power factor correction has been succeeded to the classicaJ two-stage power factor correction which présents a high volume and cost. This thesis essentially consists of two types of applications. Low power isolated single-stage AC/DC conversion from 230 V rms. AC voltage to 54 V DC. The power is fixed at 300 W. Due to their cost and volume, asymmetrical structures Flyback and Sepic are more adapted. From this study, it émerges also that series-resonant converter operating in discontinuous conduction mode could be respond to desired spécifications if components stresses are acceptable. The second part deals with the isolated single-stage AC/DC conversion for médium power (3 kW) applications with 150 V as output voltage. For this kind of applications, only current-driven and voltage-driven résonant converters are susceptible to respond to the spécifications. An approach to design current-driven résonant converter is presented. Also, several résonant circuits are examined to discuss power factor correction capabilities of voltage-driven résonant converters. By evaluating advantages and disadvantages of thèse converters, two of them are chosen, and realised prototypes présent a high power factor and respect the European standards EN 61000-3-2

Dans ce travail, un système d'aide à la conception de caissons électriques Basse Tension est présenté. Des objectifs précis d'évolutivité et de maintenabilité du système de CAO par des gens de métier et de modularité nous ont ramenés à définir un modèle de conception s'appuyant sur une approche fonctionnelle, une architecture tableau noir (Blackboard), une représentation à base d'objets, une logique à base de contraintes et enfin des règles de production. Le modèle est mis en oeuvre informatisassent à travers la réalisation d'une application logicienne qui a permis la validation de l'approche. Les aspects intrication dans la chaîne de CAO et automatisation du procédé sont aussi pris en compte

Un des défis de l'Electronique de Puissance moderne est la Compatibilité Electromagnétique (CEM). Devant l'accroissement de la rapidité de commutation, le câblage devient un composant à part entière. Il doit donc être modélisé. L'objectif de ce travail est de montrer qu'il est possible à l'heure actuelle de simuler entièrement un convertisseur moderne, en tenant compte des imperfections dues au câblage (simulation fine). Les formes d'ondes en commutation obtenues sont suffisamment précises pour prédire les performances vis-à-vis de la CEM. Cependant, ce type de simulation est relativement long, et cette approche doit être réservée à la vérification de l'implantation technologique [male. Elle ne peut servir d'aide au concepteur. C'est pourquoi des modèles analytiques plus simples sont développés à partir de l'analyse des résultats de simulation fine. Ces modèles, d'une bonne précision, font intervenir des paramètres technologiques, et peuvent servir d'aide à la conception. Les deux approches ont été appliquées à un convertisseur réalisé sur Circuit Imprimé et en technologie Substrat Métallique Isolé (SMI). L'influence d'une capacité de découplage sur le niveau des perturbations conduites a également été examinée dans les deux cas
One of today's challenges in power electronics is the need to comply with the electromagnetic compatibility (EMC) standards. Due to the ever increasing switching speed, interconnect modeling becomes of major importance. This work shows that it is possible to perform accurate simulations of power converters by inclusion of a Partial Element Equivalent Circuit (PEEC) model of the converter's interconnects. In this way, the conducted EMI noise level can be predicted with satisfying precision from circuit simulation. However, this kind of simulations tends to be very time-consuming, and can merely be used for the validation of a technological implementation of the converter design. The simulation results have therefore been interpreted, and the complexity of the overall-model has been reduced. Thus, a frequency-domain method for EMI noise prediction has been developed. This method enables the user to rapidly obtain the total noise level, the Common Mode (CM) noise level and Differential Mode (DM) noise level. The method can be used for converter design purposes. Both methods have been applied to a chopper implemented in Printed Circuit Board (PCB) and in Insulated Metal Substrate (IMST) technology. In both cases, the influence of a SMD decoupling capacitor on the conducted noise levels has also been examined

Le travail presente dans ce memoire concerne l'integration de nouvelles fonctions interrupteurs basees sur le concept d'integration fonctionnelle. Dans nombreux convertisseurs d'energie electrique c'est la fonction duale du thyristor qui est utilisee. Aucun composant discret n'assure actuellement cette fonction qui est synthetisee a l'aide de dispositifs de type transistors (bipolaires, mos, igbt) de diodes et d'un circuit logique specifique. Dans le premier chapitre nous avons evalue les pontentialites offertes par le concept d'integration fonctionnelle pour integrer cette fonction. Nous nous sommes consacre a l'etude du cur de la fonction thyristor dual constitue par une association mos-thyristor a amorcage spontane et blocage commande dont la transposition dans le silicium conduit, soit a une architecture 4 couches, soit a une architecture 5 couches. Le deuxieme chapitre est consacre a l'etude et a la modelisation de ces deux structures. Une premiere approche analytique a permis de mettre en evidence l'influence des principaux parametres physiques et technologiques sur les caracteristiques electriques. Des simulations bidimensionnelles de ces structures effectuees avec le logiciel pisces base sur la resolution des equations de semiconducteurs, ont permis de verifier leur fonctionnalite et d'optimiser les parametres physiques et geometriques en fonction des caracteristiques electriques souhaitees. Dans la perspective de realiser ces dispositifs nous avons optimise, dans le troisieme chapitre, le processus technologique de fabrication a l'aide du logiciel de simulation suprem iv en fonction des parametres electriques et physiques precedemment definis. Pour la structure 4 couches des dispositifs multicellulaires test ont ete realises a partir d'un processus de fabrication mos-bipolaire du type igbt (ou thyristor mos). La caracterisation de ces elements tests nous a permis de verifier que l'autoamorcage est obtenu pour de faibles tension d'anode avec des courants de declenchement tres faibles

Tableau d'honneur de la FÉSP
Tableau d'honneur de la FÉSP
La Formule SAE (Society of Automotive Engineers) est une compétition étudiante consistant en la conception et la fabrication d'une voiture de course monoplace. De nombreux événements sont organisés à chaque année au cours desquels plusieurs universités rivalisent entre elles lors d'épreuves dynamiques et statiques. Celles-ci comprennent l'évaluation de la conception, l'évaluation des coûts de fabrication, l'accélération de la voiture, etc. Avec plus de 500 universités participantes et des événements annuels sur tous les continents, il s'agit de la plus importante compétition d'ingénierie étudiante au monde. L'équipe ULaval Racing a participé pendant plus de 20 ans aux compétitions annuelles réservées aux voitures à combustion. Afin de s'adapter à l'électrification des transports et aux nouvelles compétitions destinées aux voitures électriques, l'équipe a conçu et fabriqué une chaîne de traction électrique haute performance destinée à leur voiture 2015. L'approche traditionnelle employée pour concevoir une motorisation électrique consiste à imposer les performances désirées. Ces critères comprennent l'inclinaison maximale que la voiture doit pouvoir gravir, l'autonomie désirée ainsi qu'un profil de vitesse en fonction du temps, ou tout simplement un cycle routier. Cette approche n'est malheureusement pas appropriée pour la conception d'une traction électrique pour une voiture de type Formule SAE. Ce véhicule n'étant pas destiné à la conduite urbaine ou à la conduite sur autoroute, les cycles routiers existants ne sont pas représentatifs des conditions d'opération du bolide à concevoir. Ainsi, la réalisation de ce projet a nécessité l'identification du cycle d'opération routier sur lequel le véhicule doit opérer. Il sert de point de départ à la conception de la chaîne de traction composée des moteurs, de la batterie ainsi que des onduleurs de tension. L'utilisation d'une méthode de dimensionnement du système basée sur un algorithme d'optimisation génétique, suivie d'une optimisation locale couplée à une analyse par éléments-finis a permis l'obtention d'une solution optimale pour les circuits de type Formule SAE. La chaîne de traction conçue a été fabriquée et intégrée dans un prototype de voiture de l'équipe ULaval Racing lors de la saison 2015 afin de participer à diverses compétitions de voitures électriques.
La Formule SAE (Society of Automotive Engineers) est une compétition étudiante consistant en la conception et la fabrication d'une voiture de course monoplace. De nombreux événements sont organisés à chaque année au cours desquels plusieurs universités rivalisent entre elles lors d'épreuves dynamiques et statiques. Celles-ci comprennent l'évaluation de la conception, l'évaluation des coûts de fabrication, l'accélération de la voiture, etc. Avec plus de 500 universités participantes et des événements annuels sur tous les continents, il s'agit de la plus importante compétition d'ingénierie étudiante au monde. L'équipe ULaval Racing a participé pendant plus de 20 ans aux compétitions annuelles réservées aux voitures à combustion. Afin de s'adapter à l'électrification des transports et aux nouvelles compétitions destinées aux voitures électriques, l'équipe a conçu et fabriqué une chaîne de traction électrique haute performance destinée à leur voiture 2015. L'approche traditionnelle employée pour concevoir une motorisation électrique consiste à imposer les performances désirées. Ces critères comprennent l'inclinaison maximale que la voiture doit pouvoir gravir, l'autonomie désirée ainsi qu'un profil de vitesse en fonction du temps, ou tout simplement un cycle routier. Cette approche n'est malheureusement pas appropriée pour la conception d'une traction électrique pour une voiture de type Formule SAE. Ce véhicule n'étant pas destiné à la conduite urbaine ou à la conduite sur autoroute, les cycles routiers existants ne sont pas représentatifs des conditions d'opération du bolide à concevoir. Ainsi, la réalisation de ce projet a nécessité l'identification du cycle d'opération routier sur lequel le véhicule doit opérer. Il sert de point de départ à la conception de la chaîne de traction composée des moteurs, de la batterie ainsi que des onduleurs de tension. L'utilisation d'une méthode de dimensionnement du système basée sur un algorithme d'optimisation génétique, suivie d'une optimisation locale couplée à une analyse par éléments-finis a permis l'obtention d'une solution optimale pour les circuits de type Formule SAE. La chaîne de traction conçue a été fabriquée et intégrée dans un prototype de voiture de l'équipe ULaval Racing lors de la saison 2015 afin de participer à diverses compétitions de voitures électriques.
The Formula SAE (Society of Automotive Engineers) is a student engineering competition for which students design, build and race a single-seater racing car. Multiple events are organized every year during which the teams can compete against other universities. With more than 500 teams participating worldwide, it is the biggest student engineering competition in the world. The tests include the evaluation of the design, production costs, acceleration of the car, etc. The ULaval Racing team participated during more than 20 years at the annual Michigan competition reserved for internal combustion racecars. In order to adapt to the electrification of transportation and to the new competitions reserved for electric cars, the team designed and manufactured a high performance electric powertrain for their 2015 car. The traditional approach used to design an electric powertrain is to set the desired performances of the vehicle. These criteria include the maximum incline that the car must be able to climb, the desired range and a speed profile over time, also known as road cycle. Unfortunately, this approach is not suitable for the design of an electric powertrain for use in a Formula SAE racecar. Since this type of vehicle is not intended for city driving nor highway driving, the existing road cycles are not representative of the expected operating conditions. The realization of this project required the identification of the road cycle on which the vehicle will operate. It is used as a starting point for the design of the powertrain, which includes the electric motors, the battery pack and the power inverters. The use of a genetic optimization algorithm, followed by a local optimization coupled to a finite element analysis tool yielded an optimal solution suitable for the Formula SAE type race tracks. The drivetrain was designed, manufactured and integrated into the 2015 ULaval Racing vehicle. The car participated in various competitions intended for electric racecars and received multiple awards for its inovative design and its performance.
The Formula SAE (Society of Automotive Engineers) is a student engineering competition for which students design, build and race a single-seater racing car. Multiple events are organized every year during which the teams can compete against other universities. With more than 500 teams participating worldwide, it is the biggest student engineering competition in the world. The tests include the evaluation of the design, production costs, acceleration of the car, etc. The ULaval Racing team participated during more than 20 years at the annual Michigan competition reserved for internal combustion racecars. In order to adapt to the electrification of transportation and to the new competitions reserved for electric cars, the team designed and manufactured a high performance electric powertrain for their 2015 car. The traditional approach used to design an electric powertrain is to set the desired performances of the vehicle. These criteria include the maximum incline that the car must be able to climb, the desired range and a speed profile over time, also known as road cycle. Unfortunately, this approach is not suitable for the design of an electric powertrain for use in a Formula SAE racecar. Since this type of vehicle is not intended for city driving nor highway driving, the existing road cycles are not representative of the expected operating conditions. The realization of this project required the identification of the road cycle on which the vehicle will operate. It is used as a starting point for the design of the powertrain, which includes the electric motors, the battery pack and the power inverters. The use of a genetic optimization algorithm, followed by a local optimization coupled to a finite element analysis tool yielded an optimal solution suitable for the Formula SAE type race tracks. The drivetrain was designed, manufactured and integrated into the 2015 ULaval Racing vehicle. The car participated in various competitions intended for electric racecars and received multiple awards for its inovative design and its performance.

Ce travail traite de la modelisation des ensembles formes par des dispositifs electromagnetiques associes a des convertisseurs statiques par resolution simultanee des equations du champ dans le dispositif et des equations de type circuit du convertisseur. Un autre aspect de ce travail concerne la modelisation des phenomenes lies a l'augmentation des frequences d'alimentation de ces dispositifs. Le memoire comporte quatre chapitres: dans le premier chapitre une formulation generale du probleme du couplage entre les equations du champ dans un dispositif electromagnetique et les equations d'un circuit quelconque est presentee. Une methode generale basee sur la technique des elements finis et sur un algorithme general de mise en equation des circuits permet de mettre automatiquement l'ensemble de ces equations sous forme d'un systeme unique d'equations differentielles. Le deuxieme chapitre est consacre a la resolution, par des methodes numeriques, du systeme d'equations differentielles presente dans le chapitre precedent. Differentes methodes sont presentees et comparees. La methode utilisee pour la gestion du temps de simulation et des commutations des interrupteurs electroniques du convertisseur statique est decrite. La modelisation des effets dus a la montee en frequence des dispositifs electromagnetiques est traitee dans le troisieme chapitre. Une procedure permettant de caracteriser en fonction de la frequence les phenomenes lies aux courants induits, ainsi qu'une formulation pour modeliser les effets capacitifs dans ces dispositifs sont proposees. Enfin le quatrieme chapitre presente des exemples d'application qui concernent aussi bien la simulation des associations dispositifs electromagnetiques-convertisseurs-statiques, que la caracterisation frequentielle des dispositifs electromagnetiques

L'auteur presente la conception et la mise au point d'un logiciel d'identification des parametres du modele de park des machines synchrones et asynchrones destinees a etre alimentees par convertisseurs statiques. Les parametres electrotechniques sont estimes a partir des essais en regime transitoire. Le logiciel est base sur la methodologie du modele de reference appliquee hors-ligne, laquelle minimise un critere, qui est fonction de l'erreur entre les sorties de la machine et du modele, par un algorithme d'optimisation du type quasi-newton. Le systeme est teste en remplacant des resultats experimentaux par des resultats de simulation obtenus avec des parametres connus. Le systeme est valide par l'estimation des parametres d'un modele multi-enroulements et un actionneur asynchrone reel. Dans le domaine des techniques d'estimation en-ligne, l'auteur presente l'estimation de la resistance rotorique d'une machine asynchrone par le filtre de kalman etendu. Ce filtre permet d'estimer les etats de la machine (courants statoriques et flux rotoriques) et la resistance rotorique