Dissertations / Theses: 'Transformateur électrique'

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Varkiani, Shahriar. "Application des réseaux neuronaux flous à l'identification et la protection d'un transformateur triphasé." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0003/MQ33793.pdf.

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Taurou, Eléonore. "Utilisation des transistors GaN dans les chargeurs de véhicule électrique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC076/document.

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Abstract:

Le but de cette thèse est de concevoirun chargeur de véhicule électrique avec une fortedensité de puissance car il doit être embarqué dansle véhicule. La thèse se focalise sur le deuxièmeétage du chargeur qui comporte un transformateur.Cet élément représente une part importante du volumetotal du convertisseur.Pour réaliser cela, une nouvelle technologie de transistorsest utilisée : les transistors GaN. Ces composantsinduisent des pertes par commutation plusfaibles que les transistors classiquement utilisés cequi permet d’augmenter la fréquence de découpage.Cette fréquence est un levier pour améliorer la densitéde puissance des convertisseurs. Cependant lafréquence est également responsable de pertes dansd’autres composants comme le transformateur et lesinductances. Pour augmenter efficacement cette densité, la topologie du convertisseur doit être conçuepour réduire les contraintes sur ces composants.La thèse comporte trois parties. Tout d’abord, lecomportement des transistors GaN est évalué etdifférentes topologies sont analysées pour en déduireune structure de chargeur qui minimise les pertesdans le transformateur. Ensuite, un dimensionnementcompact de transformateur est réalisé à l’aide d’uneétude paramétrique et des simulations par élémentsfinis. Enfin, un prototype de ce deuxième étage duchargeur est réalisé et testé pour évaluer ses performanceset son volume
Improvement of power density is a bigchallenge for embedded electric vehicle chargers.Goal of the study is to reduce the volume of the DCDCcharger which contains a bulky transformer. Thekey point is to use wide band gap transistors (GaN) toincrease the charger switching frequency. High switchingfrequency can improve power density but theinconvenient is the increase of switching and transformerlosses. The PhD dissertation is organized inthree steps. First step is the definition of a charger topology.This topology is optimized to reduce transformerlosses. Second part of the study is the theoreticaldesign of a high power density transformer. A completetransformer parametric model is presented withFinite Element Analysis. Third part present the prototypeand test results of the charger DC-DC. Electricalbehavior, volume and efficiency results are discussedin this part.Universit ´

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Gustin, Frédéric. "Etude d'un convertisseur DC-AC-AC à commutation douce découplé par un transformateur haute fréquence : modélisation, conception et application à la propulsion électrique." Besançon, 2000. http://www.theses.fr/2000BESA2057.

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Abstract:

Ce mémoire traite de la problématique du convertisseur pour une application embarquée dans un véhicule lourd avec un convertisseur de forte puissance fonctionnant en commutation douce. Le premier chapitre est consacré au choix de la structure du convertisseur avec une présentation détaillée de celui-ci. Une quantification des différents paramètres de ce convertisseur est réalisée pour une puissance de 18 kW, une tension de sortie de 400V et une source d'entrée continue fixée en basse tension à 67V. La fréquence de découpage est alors de 40 kHz. Le second chapitre est consacré à l'étude du transformateur haute fréquence intégré dans le convertisseur. Un modèle de transformateur pour les simulations à l'aide du logiciel SABER a été déterminé. Deux technologies de transformateurs sont alors utilisées pour cette étude : une première classique avec un transformateur bobiné, une seconde qui utilise la technologie planar. L'auteur présente ensuite une validation de ces différents modèles par des résultats de simulation et des résultats expérimentaux. Dans le troisième chapitre, la stratégie de commande de ce convertisseur est abordée avec le pilotage des 16 interrupteurs et les différentes contraintes sur les signaux de commandes pour un bon fonctionnement en commutation douce. La quatrième partie présente les différents modèles développés pour la simulation de ce convertisseur avec le logiciel SABER. Des modèles linéaires de commutations des semi-conducteurs MOSFET et IGBT ont été utilisés. Une étude ainsi que la présentation d'un modèle de moteur synchrone brushless à fem trapézoi͏̈dale sont proposées. Le modèles est alors développé an langage de programmation MAST. Finalement les différents blocs de commande sont décrits. Dans le cinquième chapitre, l'auteur présente les essais effectués sur la maquette expérimentale pour des puissances de l'ordre de 9 kW sur charge passive (RL) et sur charge active (moteur). Différents essais avec notamment des mesures du rendement pour différentes configurations et une estimation des pertes permettent de valider cette structure. L'auteur termine en montrant l'intérêt de cette structure dans le cas de l'alimentation de plusieurs machines à partir de la répartition des énergies par l'étage alternatif haute fréquence
The aim of this thesis is the study and design of a soft switching high power converter for transport applications and especially heavy vehicles. First part is dedicated to the choice of the converter structure and a detailed behavioural study. Parameters of this converter has been identified and quantified such as 18 kW as nominal power, 400 V as output voltage and 67 V as input voltage from a DC fixed source. Switching output frequency has been fixed to 40 kHz. Second chapter will present the study of a high frequency transformer integrated into the this converter. A behavioural model of the transformer has been defined in order to perform simulations by means of SABER software. Two technologies of transformers are used for this case : as a first classical one, a wounded transformer is used and for the second one planar technology is tested. The author validates these models by simulation and experimental results. In the third chapter, the command strategy of this converter is detailed with the driving of the 16 electronic switches and also constraints on the signals in order to perform a good behaviour in soft switching techniques. The fourth part presents various models developed in order to simulate this converter by SABER software. Linear switching semiconductor MOSFET and IGBT models have been defined. A study and a proposal of a brushless DC motor model with trapezoidal back emf are detailed. The model is then written using MAST programming language. Finally various command blocks have been described. In the fifth chapter, the author presents experimental test results which has been performed on an test bench but for electrical powers up to9 kW with passive loads (RL) and active load (brushless DC motor). Various tests have been proposed to validate this structure with special attention to efficiency and losses under different load conditions. As a conclusion the author shows the interesting case when more than one motor is used and the electrical energy will be fed to the motors by means of AC high frequency energy distribution

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Semard, Maxime. "Conception et réalisation de transformateurs intégrés pour les alimentations de faible puissance." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1091/document.

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Abstract:

Le chapitre 1 introduit le sujet et son contexte. Les verrous sont identifiés.Le chapitre 2 fait l’état de l’art sur la topologie des enroulements constituants le transformateur.Les points forts et les points faibles des différentes topologies sont discutés. Les différents matériaux nécessaires à la réalisation de transformateurs (conducteur, magnétique et isolant) satisfaisant les exigences sur la haute température et la haute fréquence sont identifiés.Enfin, je présenterai la méthode de fabrication LTCC qui constitue une alternative à la technologie développée dans ce mémoire.Le chapitre 3 traite de la modélisation et de la conception des transformateurs en définissant la structure et ses degrés de libertés. L’utilisation des calculs analytiques et de simulations par la méthode des éléments finis permettent d’évaluer des transformateurs à enroulements entrelacés et à enroulements concentriques avec une bonne précision. Le chapitre 4 présente les procédés technologiques permettant la fabrication collective de transformateurs sur substrat magnétique. Il s’agit de l’isolation du substrat, de la croissance électrolytique des enroulements et de l’assemblage final du transformateur.Le chapitre 5 présente les méthodes de caractérisations de différentes propriétés du transformateur : résistance des enroulements en continu, inductances propres d’un enroulement et capacité d’isolement entre enroulements primaire et secondaire. Ces caractérisations permettent de confirmer les calculs analytiques et les hypothèses sur lesquelles ils reposent ainsi que les simulations magnétostatique et électrostatique par éléments finis.Le chapitre 6 permettra de conclure sur les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse et d’ouvrir des perspectives pour des travaux futurs
Chapter 1 introduces the topic and its associated context. Locks are identified.Chapter 2 is reviewing state of the art of winding topologies. Their strengths and weaknesses are discussed. Then, materials required for transformers microfabrication (conductors, magnetic material and insulation material) satisfying both high temperature and high frequency criteria are identified. Finally, LTCC fabrication process, an alternative to process used here, is presented.Chapter 3 discuss modelisation and design of transformers by defining the structures and its degrees of freedom. Analytical expressions and finite element analysis allows evaluation of interleaved transformer and tapped transformer within a good accuracy.Chapter 4 present technological process involved in batch-processed fabrication of transformers onto magnetic substrate. Processes are substrate insulation, conductors electrolytic growth of windings and final assembly of transformers.Chapter 5 present characterization methods of several properties of the transformers such as DC winding resistance, self-inductances of windings and isolation capacitance between primary and secondary winding. These characterizations confirm analytical expressions and their underlying hypothesis as well as magnetostatic and electrostatic finite element analysis.Chapter 6 concludes on work achieved during this PhD thesis and opens to further perspectives

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Tran, Anh. "Modélisation de la propagation des signaux HF dans un réseau d'énergie électrique." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00139685.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'étude de la propagation des courants porteurs en ligne dans le réseau de distribution d'énergie électrique. Pour simuler les phénomènes, des modèles HF des éléments ont été élaborés, principalement pour le transformateur MT/BT. Une grande partie est constituée par l'identification en HF du transformateur de puissance MT/BT, élément majeur et complexe du réseau de distribution. Après une étude bibliographique des modèles du transformateur en HF, nous avons réalisé de nombreuses mesures externes sur deux transformateurs réels 20/0,4 kV de moyenne puissance afin d'obtenir leurs impédances de transfert dans la gamme 100Hz – 10MHz. Des schémas équivalents ont été proposés, un en MF et un autre en HF. Les mesures et les méthodes nécessaires pour déterminer les caractéristiques de transfert de signaux MF-HF à travers le transformateur ont été synthétisées et présentées. Afin de valider ces modèles, les caractéristiques de transfert de signaux à travers le transformateur sont mesurées et puis comparées avec des simulations. Ensuite, les modèles HF des autres éléments principaux rencontrés dans le réseau de distribution sont analysés. Finalement, nous avons mis en oeuvre l'ensemble des modèles pour simuler avec ATP/EMTP la propagation des signaux HF dans un réseau de distribution réel. Plusieurs schémas sont exploités afin de rechercher les paramètres topologiques qui influent sur la qualité de transmission des CPL.

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Cezar, Vinicius Oiring de Castro. "Contribution au renvoi de tension et à la reconstitution du réseau. Estimation des flux rémanents dans un transformateur." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT046/document.

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Abstract:

Lors de la réalimentation des auxiliaires d'une tranche nucléaire ou hydraulique, l'étape la plus à risque est la remise sous tension brusque du transformateur à cause des surtensions et courants d'appels générés. Ces phénomènes transitoires engendrent des effets très indésirables autant pour le réseau comme pour le transformateur (efforts électrodynamiques sous les bobinages, vibration du circuit magnétique, bruit et vieillissement prématuré du transformateur.) Le but de ces travaux de thèse est de proposer de nouvelles méthodologies permettant d'évaluer les paramètres mal connus (les valeurs des flux rémanents présents dans le circuit magnétique du transformateur avant sa mise sous tension). Face aux problèmes actuelles pour l'estimer (méthode non directe, dérive, imprécision de la mesure de la tension, etc.), deux nouvelles méthodes basées sur la magnétisation préalable du circuit magnétique (méthode de prefluxing) et sur la mesure des flux de fuites du circuit magnétique (méthode de mesure directe de flux par mesure de l’induction magnétique) sont proposées
During the re-energization of the auxiliaries of a nuclear or hydraulic power plant, the most dangerous step is the re-energization of the power transformer, because of the temporary overvoltage and inrush currents. These transients phenomenon causes undesirable effects for both network and for the power transformer (electrodynamic forces over the windings, the magnetic circuit’s vibration, noise and the premature aging of the transformer). The goal of these thesis is to suggest new methodologies allowing us to evaluate unknown parameters (the residual flux’s values in the magnetic circuit before transformer’s energization). According to the latest problems in order to evaluate it (no direct method, derivation, voltage measurement error, etc) two new methods based on the previous magnetization of the magnetic circuit (prefluxing method) and on the leakage flux measurement of the magnetic circuit (direct measurement of the flux by measuring the magnetic induction method) are proposed

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BAC, Jérôme. "Contribution à l'étude et à la réalisation de commutateurs et de générateurs haute tension transitoires." Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009770.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse constitue une contribution au développement de dispositifs entrant dans le cadre de la génération de fortes puissances électriques pulsées. Le chapitre 1 est consacré à l'étude de thyristors haute tension fonctionnant en transitoires rapides. Les performances de différents types de thyristors sont analysées. Un certain nombre de commutateurs que nous avons réalisés sont présentés ainsi qu'une application relative à un électrofiltre fonctionnant sous alimentation pulsée. Le chapitre 2 analyse le fonctionnement de deux dispositifs amplificateurs de tension : le générateur de Marx et le transformateur d'impulsions. Concernant les générateurs de Marx, on analyse le rôle des éléments parasites qui contribuent à leur bon fonctionnement dans une structure classique utilisant des commutateurs à gaz et l'on propose une modification de cette structure initiale afin d'en améliorer leur déclenchement. Cette étude débouche sur les réalisations de générateurs de Marx à éclateurs à air et de générateurs de Marx à thyristors. Un transformateur d'impulsions haute tension est développé afin de résoudre un problème de reproductibilité de signaux ULB. Enfin, le chapitre 3 présente notre contribution à l'étude du générateur d'onde foudre SUPER DICOM, réalisé par THALES pour le Centre d'Essais Aéronautique de Toulouse (C.E.A.T.). Différents moyens de déclenchement des éclateurs de ce générateur sont testés et comparés. Pour terminer, une étude comparative portant sur les performances des éclateurs à air représentatifs de ceux utilisés pour ce générateur a été menée, sous tensions continue et impulsionnelle et pour deux matériaux : le laiton et le graphite.

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Rain, Pascal. "Étude des phénomènes prédisruptifs et disruptifs à grande distance dans l'huile minérale de transformateur sous tension alternative." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0076.

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Abstract:

Ce travail se rapporte a l'étude des phénomènes predisruptifs et disruptifs des grands intervalles d'huile minérale (jusqu'a 25 cm) soumis a de hautes tensions alternatives 50 Hz (jusqu'a 250 kvcr). L'objectif est d'obtenir une compréhension plus approfondie des mécanismes de génération et de propagation des streamers, canaux conducteurs lumineux plus ou moins ramifies qui précèdent le claquage des liquides diélectriques, et d'identifier les facteurs d'atténuation de la tenue des grands volumes d'huile soumis a des hautes tensions. Le comportement des streamers a été caractérise en géométrie divergente grâce a un dispositif de visualisation approprie. L'influence de la configuration des électrodes a été soulignée. Les résultats ont permis de proposer un schéma général du claquage a grande distance. Parmi les causes les plus plausibles de rupture d'isolation en champ quasi-uniforme, l'action de particules conductrices peu nombreuses mais de grande taille a été retenue. Le comportement d'une particule métallique millimétrique unique a été étudie et son influence sur la tenue diélectrique a été caractérisée

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Martin, Jérémy. "Caractérisation en commutation douce d'IGBT 6,5 kV pour l'application transformateur moyenne fréquence en traction ferroviaire." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0037/document.

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Abstract:

Ce travail concerne l’étude et la réalisation d’une architecture multicellulaire de conversion d’énergie électrique haute tension avec étage intermédiaire alternatif moyenne fréquence destinée à la traction électrique ferroviaire. L’objectif de ce travail est de diminuer la masse et le volume de l’étage de conversion alternatif-continu que l’on retrouve dans les engins de traction conçus pour circuler sur les réseaux alternatifs 25kV-50Hz ou 15kV-16Hz2/3. La recherche de gains sur l’étage de conversion alternatif-continu s’applique aussi bien sur les automotrices où l’on cherche à gagner de la place disponible pour y placer des passagers que sur les locomotives ou encore sur les motrices de TGV où l’on recherche un gain de masse étant donné que ces engins sont en limite de charge à l’essieu. Le contexte de la haute tension implique l’utilisation d’interrupteurs de forts calibres en tension pour limiter au maximum le nombre de cellules de conversions utilisées. D’un autre côté, la recherche de gains sur le transformateur nécessite une fréquence de découpage élevée, génératrice de pertes en commutation dans les interrupteurs. L’architecture de conversion retenue permet par l’association de structures duales d’obtenir des conditions de commutation douce, ce qui est favorable à une montée en fréquence avec des interrupteurs de forts calibres en tension. Le convertisseur élémentaire associe un onduleur de tension commandé au blocage et un commutateur de courant commandé à l’amorçage. Afin d’évaluer le rendement de l’architecture considérée, un prototype d’un bloc de conversion élémentaire, d’une puissance de 280 kVA, a été réalisé au laboratoire PEARL. Les interrupteurs sont réalisés sur la base de modules IGBT 6,5kV/200A. Les essais en commutation douce ont permis d’évaluer, dans des conditions de fonctionnement réelles, les pertes dans les modules IGBT. Compte tenu de ces résultats, il est possible de déterminer les limites de fonctionnement de la structure de conversion et d’effectuer un dimensionnement en considérant le compromis rendement-poids-volume pour un engin de traction donné
This thesis concerns the study and the rating of a high voltage multicellular converter with an intermediate medium frequency stage dedicated to railway traction. The objective is to reduce the weight and the volume of the AC-DC conversion stage which is implemented in railway engines running on 25kV-50Hz or 15kV-16Hz2/3 railways. Reduction on weight and size of the AC-DC converter may be applied on multiple unit trains where the transformer causes room loss for passengers and on locomotives and high speed trains where the axle load is limited. On one hand high voltage switches are required in order to minimize the number of cells used to build the converter. On the other hand, reducing the size and the weight of the transformer requires a high switching frequency, causing high commutation losses. To achieve soft switching conditions with high voltage semiconductors, the proposed topology is based on an association of dual structures. Each elementary converter combines a controlled turn-off voltage source inverter and a controlled turn-on current source inverter. In order to estimate the efficiency of the new topology, a prototype of one elementary cell working at 280 kVA, was built at the Power Electronics Associated Research Laboratory (PEARL). The switches are standard 6.5 kV/200A IGBTs modules. Soft-switching tests, in real operating conditions, allow evaluating IGBTs and diodes switching losses. Thanks to these results, it is possible to find the structure operating limits and to size the transformer considering the trade-off between the system efficiency and the transformer weight

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Bonnin, Xavier. "Alimentation électrique des dispositifs de décharge à barrière diélectrique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://oatao.univ-toulouse.fr/13645/1/bonnin.pdf.

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Abstract:

Les dispositifs DBD se répandent dans un grand nombre d’applications industrielles. Utilisés depuis plus de 150 ans pour la production d’ozone afin de décontaminer l’eau à grande échelle, ils ont depuis la fin du XXème siècle investi les domaines du traitement de surface polymère, du dépôt de couche mince sur substrat et de l’émission lumineuse pour la décontamination ainsi que la médecine. Ces dispositifs sont mis en oeuvre avec un générateur électrique dont les caractéristiques impactent fortement la qualité de la décharge. Ce travail s’inscrit en partie dans le cadre du développement d’une application de traitement de surface à pression atmosphérique. Il aborde la problématique de l’augmentation de la vitesse de dépôt de couche mince au travers des paramètres de l’alimentation électrique. Plus précisément, ce travail s’intéresse aux apports d’une alimentation en courant rectangulaire et aborde également les problématiques liées à la conception et à la fabrication de ce convertisseur. En particulier, une grande attention est portée sur l’étude du transformateur élévateur, car au travers de ses éléments parasites capacitifs, ce dernier peut limiter le transfert de puissance entre la source électrique et le dispositif DBD. Un deuxième aspect de cette étude consiste à entrevoir l’intérêt que revêtent deux convertisseurs statiques dédiés à l’alimentation de dispositifs DBD. Le premier consiste en une alimentation résonante en régime de conduction discontinue dont la particularité est de posséder trois degrés de liberté (fréquence, tension d’entrée et largeur d’impulsion), ce qui lui confère un intérêt exploratoire. Le second convertisseur consiste en une alimentation résonante haute tension et haute fréquence permettant l’éviction du transformateur élévateur, et mettant en oeuvre des interrupteurs au nitrure de gallium (GaN) afin d’atteindre une fréquence de fonctionnement supérieure au mega-Hertz avec un faible niveau de pertes.

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Lefèvre, Anthony. "Contribution à la modélisation électrique, électromagnétique et thermique des transformateurs: Application à l'étude de l'échauffement sur charges non linéaires." Phd thesis, Université de Nantes, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00116335.

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Abstract:

La généralisation des charges non linéaires dans l'industrie cause de nombreuses perturbations dans les réseaux électriques. Ainsi, les courants harmoniques augmentent les pertes dans les transformateurs, par le biais des effets pelliculaire et de proximité. Dès lors, ceux-ci sont assujettis à un sur échauffement. Afin d'éviter une défaillance diélectrique ainsi qu'un vieillissement prématuré, la température du point chaud ne doit pas excéder celle spécifiée par la classe. Néanmoins, pour une charge donnée il est difficile de prévoir le comportement électromagnétique et thermique d'un transformateur. L'objectif de cette thèse est donc de caractériser ce fonctionnement pour se prémunir lors de la phase de conception des nuisances ultérieures.

Une première modélisation s'appuie sur une méthode analytique et axisymétrique permettant le calcul de la distribution des densités de courant dans les enroulements. Puis, après une homogénéisation des conducteurs, une méthode de résolution par éléments finis aboutit à l'obtention de la température en régime permanent. Enfin, la méthode est vérifiée sur un transformateur de type sec et de puissance modérée, associé à un banc expérimental innovant.

Un second modèle propose une nouvelle approche analytique et numérique. Tout d'abord, une méthode des éléments finis 3D (MEF) permet le calcul du champ magnétique. Ce calcul non linéaire est alors associé aux équations de circuit. Puis, une MEF thermique 3D fournie la distribution de température. Finalement, le modèle couplé est appliqué à un transformateur de distribution de petite puissance et instrumenté pour vérifier le suréchauffement engendré par des courants non sinusoïdaux.

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Casarin, Jérémy. "Caractérisation et mise en œuvre de composants SiC Haute Tension pour l'application transformateur moyenne fréquence en traction ferroviaire." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0123/document.

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Abstract:

L'objectif du projet CONCIGI-HT (CONvertisseur alternatif-continu Compact à Isolement Galvanique Intégré Haute Tension) est d'augmenter le rendement des chaînes de traction tout en réduisant la masse et le volume de la fonction de conversion Alternatif/Continu. Pour cela, l'ensemble transformateur basse fréquence - redresseur est remplacé par une structure multi-convertisseurs, directement connectée à la caténaire haute tension et intégrant des transformateurs fonctionnant en moyenne fréquence (plusieurs kHz). Cette thèse concerne plus particulièrement la caractérisation et la mise en œuvre de composants semi-conducteurs haute tension dans des structures de conversion statiques à étage intermédiaire moyenne fréquence. L'étude est effectuée sur la base d'une chaîne de traction de 2 MW fonctionnant sur un réseau 25 kV/50 Hz. Le premier chapitre présente l'état de l'art de l'Automotrice à Grande Vitesse (AGV) récemment produite par ALSTOM. C'est la chaîne de traction de cet engin qui sert de référence pour l'étude des nouvelles topologies à transformateur moyenne fréquence. Le deuxième chapitre décrit tout d'abord la structure d'une chaîne de traction classique et présente ensuite deux topologies multicellulaires à transformateur moyenne fréquence applicables en traction électrique ferroviaire (la structure indirecte à redresseur de courant MLI et convertisseur DC/DC à résonance ainsi que la topologie directe associant des convertisseurs duaux). Les avantages et inconvénients de ces topologies sont mis en évidence. Le troisième chapitre concerne la mise en œuvre et la caractérisation en commutation douce de composants Silicium 6,5 kV dans les deux topologies présentées précédemment. Deux bancs de test, représentant un étage élémentaire de conversion, ainsi que des allumeurs spécifiques dédiés à la commutation douce, ont été réalisés. Ils permettent l'étude des semi-conducteurs en régime permanent dans des conditions nominales de fonctionnement (3,6 kV / 100 A). Le quatrième chapitre présente la mise en œuvre et la caractérisation de composants en carbure de silicium (SiC). Pour cela des modules de puissance à base de puces 10 kV (MOSFET et Diodes) ont été réalisés. Les résultats expérimentaux, obtenus sur les bancs de test réalisés au chapitre précédent, mettent en évidence une réduction significative des pertes et démontrent la viabilité de la topologie à convertisseurs duaux pour une application en 25 kV/50 Hz. La conclusion présente un premier design d'un bloc élémentaire et les gains en masse et volume ainsi que les économies d'énergies qui pourront être obtenus par rapport à une structure classique
The objective of the CONCIGI-HT project (Compact AC/DC converter with Integrated High Voltage Galvanic Insulation) is to increase the efficiency of traction drives while reducing the mass and volume of the AC/DC conversion. To do that, the part low-frequency transformer - rectifier is replaced by a multi-converter topology, directly connected to the high voltage power supply and incorporating medium frequency transformers (several kHz). This thesis relates more particularly to the characterization and implementation of high voltage semiconductors in conversion topologies with intermediate medium frequency link. The study is performed on the basis of a traction drive of 2 MW operating on a 25 kV/50 Hz power supply. The first chapter presents the state of the art of the Automotrice à Grande Vitesse (AGV) recently produced by ALSTOM. The traction drive of this vehicle is used as a reference for the study of new topologies with medium frequency transformer. The second chapter first describes the structure of a conventional traction drive and then presents two multicellular topologies with medium frequency transformer applicable to railway traction (the indirect structure with PWM rectifier and DC/DC resonant converter and the direct topology combining dual converters). The advantages and disadvantages of these topologies are highlighted. The third chapter deals with the implementation and soft switching characterization of 6.5 kV Silicon components in both topologies presented above. Two test benches, representing a basic conversion stage, as well as specific drivers dedicated to the soft switching, has been made. They allow the study of semiconductors in nominal operating conditions (3.6 kV / 100 A). The fourth chapter presents the implementation and characterization of silicon carbide components (SiC). For this, power modules based on 10 kV chips (MOSFET and Diodes) have been achieved. The experimental results obtained on test benches made in the previous chapter, show a significant reduction in losses and demonstrate the viability of the dual converter topology for a 25 kV/50 Hz application. The conclusion presents the first design of an elementary block and gains in mass and volume as well as the energy savings that can be achieved compared to a conventional structure

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Djibrillah, Mahamat Abakar. "Éléments de conception d'un générateur électrique pour l'alimentation d'un dispositif à décharge à barrière diélectrique (DBD)." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00609813.

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Abstract:

Ce travail traite de la conception de générateur alimentant une lampe DBD destinée à la production de rayonnement UV. Cette alimentation doit permettre un contrôle efficace du rayonnement, grâce aux degrés de liberté apportés par le contrôle du générateur (fréquence, amplitude du courant injecté dans la lampe). Le modèle électrique de la lampe est utilisé pour prédire l'impact des caractéristiques du générateur sur le rayonnement UV produit. Une synthèse des interrupteurs de puissance du convertisseur statique permettant le contrôle du courant injecté est proposée et des solutions d'implémentation sont étudiées. Une démarche de conception en vue de l'optimisation du transformateur haute tension est proposée, notamment en ce qui concerne la valeur de ses éléments parasites. L'ensemble de ces travaux est étayé par des réalisations expérimentales.

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Cavallera, Didier. "Contribution au renvoi de tension et à la reconstitution du réseau. Identification des paramètres d'un réseau. Estimation des flux rémanents dans un transformateur." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00732191.

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Abstract:

Lors de la réalimentation des auxiliaires d'une tranche nucléaire, l'étape la plus à risque est la remise sous tension brusque du transformateur à cause des surtensions. Dans un soucis perpétuel d'amélioration de la modélisation de ces transitoires, les modèles et techniques doivent évoluer. Le but de ces travaux de thèse est de proposer de nouvelles méthodologies permettant d'évaluer les paramètres mal connus de la modélisation. Lors des mises sous tension des lignes électriques, une méthodologie s'appuyant sur l'identification (optimisation ou techniques issues du traitement du signal) permet de déterminer les paramètres variables de la modélisation. Cependant, un des paramètres influents pour les surtensions est le flux rémanent. Face aux problèmes actuels rencontrés pour l'estimer (méthode non directe, dérive, ...), une nouvelle méthode basée sur la mesure des flux de fuites du circuit magnétique est proposée. Des mesures réelles utilisant des capteurs de technologie " fluxgate " sont réalisées et permettent d'estimer le flux rémanent.

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Djibrillah, Mahamat Abakar. "Éléments de conception d’un générateur électrique pour l’alimentation d’un dispositif à décharge à barrière diélectrique (DBD)." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0028/document.

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Abstract:

Ce travail traite de la conception de générateur alimentant une lampe DBD destinée à la production de rayonnement UV. Cette alimentation doit permettre un contrôle efficace du rayonnement, grâce aux degrés de liberté apportés par le contrôle du générateur (fréquence, amplitude du courant injecté dans la lampe). Le modèle électrique de la lampe est utilisé pour prédire l’impact des caractéristiques du générateur sur le rayonnement UV produit. Une synthèse des interrupteurs de puissance du convertisseur statique permettant le contrôle du courant injecté est proposée et des solutions d’implémentation sont étudiées. Une démarche de conception en vue de l’optimisation du transformateur haute tension est proposée, notamment en ce qui concerne la valeur de ses éléments parasites. L’ensemble de ces travaux est étayé par des réalisations expérimentales
This work presents the concept of a generator supplying a DBD lamp for UV radiation production purpose. This supply permits effective control of radiation based on degree-of-freedom provided by generator control system (lamp current frequency and ampli-tude). Lamp electrical model is used to predict the impact of power source characteristics on the produced UV radiation. A synthesis of the switching devices of power converter for current lamp control is pro-posed and the implemented solutions are studied. A design procedure for high voltage transformer optimization is proposed in particular concerning parasitic elements. The entire work is supported by experimentations

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Ion, Maricica-Mirela. "Amélioration de la sélectivité des protections électriques des navires lors de l'alimentation à quai - Augmentation du courant de court-circuit." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENT004/document.

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Abstract:

Ce travail est relatif à l’augmentation du courant de court-circuit du réseau électriqueportuaire alimentant le navire. Ceci passe par une modélisation des réseaux des charges, dutransformateur et enfin convertisseurs concernés. Munis de cette compréhension du système,diverses solutions à base d’électronique de puissance ou d’éléments passifs ont étéinvestiguées, simulées et évaluées à l’aune des performances exigées. Pour l’augmentation ducourant de court-circuit, un transformateur spécialement créé pour cette application à deuxenroulements primaires est proposé. L’esprit de la solution est de modifier la configuration dutransformateur au moment de la détection du court-circuit en modifiant son rapport detransformation. Un banc de test temps réel hybride a été architecturé afin de tester cettesolution. Les essais sur le banc de test ont permis d’obtenir des résultats satisfaisants etencourageants qui corroborent la théorie. Pour finir des études complémentaires, sousdifférents scenarii, ont été menées en simulation hors ligne
This work is about the short-circuit current increase, inside the harbor’s electrical networkthat supplies the electrical grid of each vessel docked in port. We analyze the system’srequirements, the load demands, the transformer and finally the modeling of the convertersinvolved. Armed with this understanding of the system, various solutions like powerelectronics devices or passive equipments were investigated, simulated and evaluated in termsof performance requirements. To increase the short-circuit current, we provide a noveltransformer with two primary windings. The purpose of this solution is to change theconfiguration of the transformer when the short circuit is detected by changing thetransformation ratio. A real-time hybrid test bench has been build in order to test the solution.The real-time tests have yielded good and encouraging results, supporting the theory. Finally,further studies under various scenarios were conducted in offline simulations

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Dhiba, Driss. "Etude du vieillissement de l'isolation papier-huile dans les transformateurs de puissance. Influence des inhibiteurs d'oxydation." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT018G.

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Abstract:

Le vieillissement de l'isolation papier/huile est initialement du a un mecanisme thermo-oxydant, suivi d'une degradation purement thermique. L'effet catalytique du cuivre sur l'oxydation de l'huile est accentue en presence de papier. Les inhibiteurs d'oxydations etudies retardent l'oxydation de l'huile et ralentissent la depolymerisation du papier kraft. Ce role protecteur est fonction de la nature et de la concentration de l'antioxydant, mais egalement de la composition chimique de l'huile. Les essais sur maquettes montrent que l'emploi de dbpc retarde l'oxydation de l'huile, ralenti l'augmentation des pertes dielectriques et diminue la formation de l'eau au cours du vieillissement. Dans les memes conditions de vieillissement, l'huile inhibee avec 0. 15% de dbpc contient deux fois moins d'eau que l'huile non inhibee. En terme d'energie d'activation, un ajout de 0. 15% de dbpc conduit a doubler l'energie d'activation de la depolymerisation du papier. Cette action protectrice du dbpc sur le papier est confirmee par l'analyse des derives furaniques: la formation de ces derniers est ralentie en presence du dbpc. L'oxydation de l'huile est un phenomene non negligeable vis a vis de la degradation du papier. Les produits d'oxydations de l'huile accelerent la depolymerisation du papier. Dans un modele multicouches, un gradient de diffusion de ces produits a ete mis en evidence seulement dans le cas ou l'huile n'est pas inhibee. L'emploi d'antioxydant, en particulier le dbpc, contribue a augmenter la stabilite a l'oxydation des huiles minerales en empechant la formation des acides. Cela a pour consequence de limiter les mecanismes d'hydrolyse acide, responsables de la depolymerisation du papier, et proteger ainsi le papier kraft. L'emploi de dbpc contribue donc a accroitre la duree de vie de l'isolation papier/huile

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Gillot, Michel. "Etude et réalisation de transformateurs d'adaptation d'impédance haute fréquence 3 MVA pour installation de chauffage par induction." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2000/50376-2000-131.pdf.

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Abstract:

Pour certaines applications en chauffage par induction, le transformateur constitue la meilleure solution pour l'adaptation d'impedance. Le travail presente dans ce memoire concerne l'etude de transformateurs pour une utilisation a des frequences comprises entre 50 khz et 200 khz. Deux geometries ont ete etudiees : l'une en technologie coaxiale, de rapport unitaire, pour une tension d'alimentation de 500 v ; l'autre en technologie planar ou a spires planes, pour passer d'une tension primaire de 500 v a une tension secondaire de 2kv. Pour chacune de ces technologies, des prototypes ont ete realises. Des essais, associes a des calculs analytiques et des calculs par la methode des elements finis en 2d et 3d, ont permis de determiner un modele pour chaque prototype. Deux transformateurs de type coaxial ont ete realises, qui different par leur geometrie et la nature des ferrites utilisees. Le rendement obtenu est superieur a 90%, pour une puissance de 400 kva. Le rapport de transformation en charge superieur a 0,76 reste acceptable pour des frequences comprises entre 50 khz et 300 khz. Pour les transformateurs de type planar, un premier prototype de 1,5 mva a permis de montrer que cette technologie est performante
Un deuxieme prototype de puissance 3 mva a atteint un rendement superieur a 95% dans la plupart des cas. Le rapport de transformation se situe entre 3 et 3,8 pour une frequence comprise entre 60 khz et 160 khz. Les dimensions maximales du transformateur 3mva dans sa cuve sont de 800 500 400 mm. Il ressort de cette etude que la majorite des pertes proviennent principalement de la distribution des courants dans des parties geometriquement complexes que representent les connexions et les tetes de bobinages. Des mesures par thermographie infrarouge, associees a des calculs en 3 dimensions ont permis de localiser ces zones de pertes importantes. La puissance perdue dans les circuits magnetiques en ferrite est, quant a elle, reduite. Il est aujourd'hui possible d'envisager d'autres applications que le chauffage par induction, comme par exemple la conversion d'energie dans les installations embarquees pour lesquelles les parametres poids, dimensions et rendement doivent etre optimises

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Otuszewski, Fabrice. "Modélisation thermique des transformateurs de puissance de type cuirassé." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10136.

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Abstract:

Les travaux de cette étude concernent les transformateurs de puissance de type cuirassé. L'objectif est de caractériser thermiquement l'appareil afin d'optimiser son dimensionnement. Dans un premier temps, le comportement thermique du transformateur est analysé, en particulier les phénomènes de conduction et de convection, dans une géométrie qui est complexe en raison des contraintes e��lectromécaniques. Puis, un modèle analytique de calcul des températures moyennes et maximales des éléments caractéristiques de l'appareil est proposé. Les équations du modèle sont basées sur les lois de la thermique et de la mécanique des fluides. Les paramètres sont calculés par des méthodes analytiques, ou par le recours à l'analyse dimensionnelle, comme dans le cas du transfert thermique entre les galettes constituant les enroulements, et l'huile de refroidissement. Ensuite, une maquette expérimentale, mise au point dans le cadre de l'étude, est exploitée. Ceci conduit, en particulier, à l'amélioration de la précision du calcul de l'échange convectif entre les galettes et l'huile, et rend fiable le calcul d'un des principaux paramètres du modèle. La dernière étape utilise des méthodes de résolution numérique des équations de la thermique et de la mécanique des fluides, pour calculer les températures des points chauds des galettes, dans différentes configurations géométriques. Le paramétrage de la géométrie permet d'intégrer les résultats numériques au modèle analytique. L'ensemble des résultats analytiques, expérimentaux et numériques aboutissent à une caractérisation thermique précise du transformateur.

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Borel-Murin, Valérie. "Fusibles en moyenne tension : détermination des mécanismes physiques de fonctionnement." Clermont-Ferrand 2, 1999. http://www.theses.fr/1999CLF21141.

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Abstract:

Le fusible moyenne tension est généralement utilisé pour la protection des transformateurs des réseaux de distribution publique (3 à 36 kV). Il se compose d'un élément fusible en argent, noyé dans du sable de silice de pureté chimique et de granulométrie parfaitement controlées. L'ensemble est inclus dans une enveloppe cylindrique, isolante et deux pièces de connexion assurent sa parfaite étanchéité. A l'apparition d'un courant de défaut, le fusible s'échauffe et fond. Un arc électrique se crée et son développement tend à éliminer le défaut. Deux zones de fonctionnement peuvent être définies : - soit le courant est supérieur à cinq fois la valeur In du courant nominal et le fusible travaille dans la zone de fonctionnement normal où toute coupure est réussie ;-soit le courant est compris entre In et 5 In et le fusible travaille dans la zone critique où il y a risque d'arc entretenu et donc d'endommagement du circuit aval. A la suite de ce constat, le Groupement d'Etudes des Fusibles en Moyenne Tension, partenariat entre ALSTOM, EDF, FERRAZ, SCHNEIDER ELECTRIC et le laboratoire Arc Electrique et Plasmas Thermiques, a initié une étude sur les mécanismes physiques de fonctionnement du fusible moyenne tension dans ces deux zones. Elle consiste en la détermination des principaux paramètres de fonctionnement : -vitesse de propagation longitudinale de l'arc ; champ électrique le long de la colonne ; évolution temporelle de la pression à l'interface sable-boîtier. Ensuite, le composé isolant, à base de silice et d'argent, appelé fulgurite, résultant du fonctionnement du fusible est étudié. La répartition de l'argent en son sein et les flux inhérents sont déterminés par activation neutronique et spectrométrie gamma associée. Enfin, la mise au point d'un système de coupure de l'arc permet d'accéder aux différentes étapes de la formation de la fulgurite et de connaître, a posteriori, le développement de l'arc

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Peyraque, Laurent. "Etude des phénomènes d'électrisation statique dans les transformateurs de puissance à débit d'huile force." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1995. http://www.theses.fr/1995ECDL0033.

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Abstract:

Dans les transformateurs de puissance modernes, la circulation d'huile a travers les canaux de refroidissement du bobinage (sur des surfaces cellulosiques) est a l'origine d'une separation de charges statiques. Celles-ci sont effet produites a l'interface solide/liquide par le flux d'huile entrainant une partie de la double couche electrique, formee par l'absorption preferentielle des ions negatifs par la surface cellulosique. Ainsi, le papier se charge generalement negativement et l'huile positivement. Ce phenomene d'electrisation statique peut etre a l'origine de certains cas de claquages de transformateurs. Dans un premier temps, nous presentons les techniques experimentales de laboratoire mises en uvre pour etudier les caracteristiques fondamentales de separation de charges aux interfaces ainsi qu'un dispositif de mesure de la tendance a la charge des huiles. L'objet de cette etude est de mettre en evidence l'influence de certains parametres sur l'electrisation statique des differents couples solide/liquide utilises dans l'isolation des transformateurs, tels que les proprietes physico-chimiques des materiaux isolants (solides et liquides), la vitesse d'ecoulement, la temperature, la teneur en eau de l'huile, la rugosite de l'isolant, la presence de certains additifs dans l'huile. L'influence du cycle de vieillissement de l'huile ainsi que les gradients de temperature et des phases transitoires d'humidite sont egalement etudies. Enfin, une part importante est consacree a l'influence de l'electrisation statique sur la tenue dielectrique des materiaux isolants. La seconde partie de ce travail est consacree aux etudes sur transformateurs reels de l'effet des parametres principaux de l'electrisation statique, tels que la temperature, la tension appliquee, la vitesse de circulation et la nature de l'huile. Les zones de predilection de separation de charges et les conditions permettant d'obtenir un niveau d'electrisation maximal sont mis en evidence. En particulier, les principaux parametres, dont la tenue dielectrique, sont etudies sur un transformateur prototype dont nous avons surdimensionne le debit afin de quantifier une marge de securite des transformateurs de puissance vis a vis de l'electrisation statique. Une formulation mathematique du courant et de la charge mises en jeu dans les transformateurs de type cuirasse est egalement proposee
In modern power transformers, oil circulation through cooling ducts of the coils (on cellulosic surfaces) create static charges. These charges are generated at the interface solid/liquid by oil flow which carries a part of the double layer, resulting of the preferential absorption of negative ions by the cellulosic surface. Therefore, the paper is negatively charged and the oil positively. This static electrification phenomenon can lead to he breakdown of large power transformers. In the first part of the report, we present the experimental arrangements developed in laboratory in order to study the fundamental characteristics of charge separation at the interfaces as well as a method allowing the measurement of the charging tendency of insulating oils. The aim of this research is the understanding of the influence of some parameters on static electrification, for different insulating materials used in power transformers, such as physical and chemical properties of the solid and liquid, velocity, temperature, oil humidity, roughness of pressboard and additives. The influence of oil ageing, temperature gradients and humidity transfers are also studied. An important part of this work is devoted to the influence of static electrification on the dielectric strength of insulating materials. The second part of this report deals with the studies carried out on real transformers on the influence of the major parameters of static electrification : the temperature, the applied voltage, the oil flow and the nature of the oil. The predicted zones of charge separation and the conditions allowing a maximum level of static electrification are studied. For this, we have equipped a transformer with an exceptional set-up allowing to evaluate the safety margin of shell type transformers towards the static electrification phenomena. By using a simple model, we calculate the current and the charge generated in shell type transformers by the streaming oil

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Ben, Fredj Mouldi. "Contribution à l'étude de l'association "gradateur triphase-transformateur-résistances" : influence du type de transformateur utilise." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10033.

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Abstract:

Etude des montages à trois transformateurs monophases, du type d#0y#4. Analyse des régimes permanents et des régimes transitoires, équilibres ou déséquilibres, en tenant compte des interactions non-lineaires entre les circuits magnétiques et les circuits de commutation.

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Bourgeois, Audrey. "Étude du phénomène d'électrisation par écoulement sur les cartons des transformateurs de puissance." Grenoble INPG, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00144284.

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Abstract:

Les phénomènes d'électrisation par écoulement dans les transformateurs haute tension prennent naissance à l'interface entre l'huile minérale et les écrans de carton placés entre les bobinages électriques. L'écoulement de l'huile à la surface du carton génère des charges positives dans l'huile et négatives dans le carton. Afin d'inhiber ce phénomène qui peut être à l'origine de claquage destructif du transformateur, les matériaux mis en cause ont été étudiés. La nature physico-chimique des matières premières cellulosiques du carton kraft joue un rôle important sur le phénomène. Divers additifs, ajoutés dans l'huile ou dans le matériau cellulosique, ont été testés afin de diminuer la charge électrique générée à l'interface. Des explications quant aux processus physico-chimiques intervenant dans le phénomène d'électrisation par écoulement ont été proposées
Flow electrification phenomena in power transformers take place at the oil-cellulosic material interface. Oil flowing past the pressboard generates electrical charges at the interface. This phenomenon can lead to electrical discharges and, in the worst cases, to the transformer failure. To protect power transformers from this phenomenon, the materials involved in the electric charge generation have to be studied in detail. The physical chemical nature of the cellulosic pulp used to manufacture the pressboard has an influence on the electrical charge generation. Several additives, incorporated in the oil or in the cellulosic material, were tested to improve the understanding of flow electrification and find a remedy against it. Considering all the results obtained, interpretations conceming the physical chemical phenomena taking place at the interface have been proposed

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Guessoum, Yacine. "Modélisation probabiliste de l'impact des actions de maintenance sur le comportement des matériels électriques de réseau." Troyes, 2012. http://www.theses.fr/2012TROY0020.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l’évaluation de l’efficacité des actions de maintenance préventives (MP) et correctives (MC) sur les matériels électriques de réseau. Cette évaluation de la maintenance doit permettre la prise en compte de l’avis a priori des experts sur le comportement des matériels du réseau électriques. L’avis des experts étant nécessaire dans le cadre au sein duquel évolue les travaux de la thèse, qui implique des matériels électriques fiables et donc peu de données de pannes à exploiter pour l’inférence fréquentiste. Nous proposons une approche nouvelle pour l’inférence de l’efficacité des actions de MC avec ajout d’information a priori (nommée Méthode A). Elle s’appuie sur plusieurs résultats de travaux récents menés dans le domaine de la modélisation de l’impact de la maintenance par des modèles de réduction arithmétique de l’âge (ARA). Cette méthode doit permettre l’exploitation des données a priori des experts dans le modèle proposé, tout en palliant à certaines limitation d’utilisation des approches bayésiennes classiques dans ce domaine. Bien que les résultats de la Méthode A présentent de bonnes propriétés d’estimation, on constate que sa généralisation à l’observation d’un processus de MC minimales et MP imparfaites (type ARA1) n’est pas immédiate lors des tests menés. On présente également dans cette thèse une méthode d’inférence fréquentiste, nommée Méthode B, utilisée pour l’estimation des paramètres du modèle proposé dans le cas de MC minimales et MP imparfaites
This thesis relates to the assessment of the efficiency of preventive maintenance (PM) and of the corrective maintenance (CM) over the electrical network’s equipments. This assessment has to allow the consideration of the prior knowledge of experts on the behaviour of certain devices. The prior opinion is here necessary because of the considered framework which involves reliable equipments and thus few data of breakdowns to be run for the inference. We propose in this thesis a new approach for inferring the efficiency of CM with addition of prior information (named Méthode A). It leans on several results of recent works led in the field of arithmetic reduction of the age models (ARA). This method has to allow the use of prior data in the proposed model, and avoid some limitations inherent to the classical Bayesian approach. Although the tests of Méthode A present good properties of estimation, we notice that its generalization in the observation of a process of minimal CM and imperfect PM (ARA1) was not immediate during the led tests. We also present in these works a method, named Méthode B, used for the inference of parameters of the proposed model in the case of minimal CM and imperfect PM (ARA1)

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Conrad, Joël. "Modélisation d'un transformateur de courant à charge variable." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0171.

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Abstract:

Les transformateurs de courant débitent généralement dans une charge de faible impédance. Si cette condition n'est pas remplie, l'induction dans le tore et le courant magnétisant ne sont plus négligeables. Ce mémoire traite ce cas de figure avec en plus des courants éventuellement non sinusordaux et avec une composante contin!le. Un modèle analytique s'étoffe au fur et à mesure afin de tenir compte de ces spécificités. - D'abord nous analysons le comportement de la chaîne de mesure avec des courants sinusoidaux, nous développons un modèle analytique non linéaire de l'impédance magnétisante et évaluons l'importance des flux de fuite. Ensuite nous étendons ce modèle d'impédance magnétisante aux types de courants cités. Notre modèle, analytique, est alors robuste en fréquence. Enfin nous enrichissons notre modèle en tenant compte de la non-linéarité des matériaux. N est alors valable quelque soient les conditions de fonctionnement Une étude sur la caractérisation des matériaux magnétiques soumis à une excitation dissymétrique clôt ce mémoire
Current transformers are generally connected to small impedance. If it is not the case, the flux density and the magnetizing current are not negligIble. This report deals with this case. More over the current may he non sinusoidal and its mean value May he different than zero. To take account these specificity an anaIytical model is developed. In a first time the hehavior of the assembly (current transformer and its load) with sinusoidal currents is studied. An non linear, analytical, model is developed. The importance of the leakage flux is evaluated In a second time the model is extended to any type of current' s wave form. The frequency' s variations of the magnetic characteristic are taken into account In a third time the non linearity of the magnetic material is modelised At this time the hehavior of the transformer submitted to any type of current May he computed. This report is closed by a study of magnetic characterization using a non symmetrical current

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Frelin, Wilfried. "Impact de la pollution harmonique sur les matériels de réseau." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441877.

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Abstract:

La prolifération sur les réseaux électriques de charges non linéaires entraîne une augmentation des taux de distorsion harmonique. Ces charges non linéaires présentes chez les industriels et les particuliers, conçues avec de l'électronique de puissance, absorbent des courants non sinusoïdaux. La présence d'harmoniques sur les réseaux de distribution va impacter tous les matériels connectés au réseau, que ce soit à court terme ou à long terme. L'objectif de cette thèse est de quantifier l'impact des harmoniques sur les matériels connectés au réseau. L'étude bibliographique réalisée au début de la thèse nous a permis de dégager deux matériels à étudier plus précisément : les câbles basse tension et les transformateurs de distribution. Dans un premier temps, nous étudions le comportement thermique des câbles basse tension en présence d'harmoniques. Les câbles étudiés possèdent un conducteur de neutre qui permet la circulation des harmoniques de rangs multiples de trois. Nous avons réalisé une modélisation par éléments finis des câbles en réalisant un couplage électromagnétique ? thermique. Les résultats obtenus sont comparés à des mesures. Dans un second temps, nous présentons une modélisation analytique de la résistance des enroulements d'un transformateur permettant d'estimer les pertes en présence d'harmoniques. Les performances de cette modélisation ont été confrontées à des mesures. Nous étudions ensuite l'impact des harmoniques sur le comportement thermique des transformateurs grâce à des simulations et des mesures réalisées sur un transformateur de distribution. Nous concluons par une discussion sur l'impact des harmoniques sur la durée de vie des transformateurs.

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Lefevre, Anthony. "Contribution à la modélisation électrique, électromagnétique et thermique des transformateurs : application à l'étude de l'échauffement sur charges non linéaires." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2054.

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Abstract:

La généralisation des charges non linéaires dans l'industrie cause de nombreuses perturbations dans les réseaux électriques. Ainsi, les courants harmoniques augmentent les pertes dans les transformateurs, par le biais des effets pelliculaire et de proximité. Dès lors, ceux-ci sont assujettis à un sur échauffement. Afin d'éviter une défaillance diélectrique ainsi qu'un vieillissement prématuré, la température du point chaud ne doit pas excéder celle spécifiée par la classe. Néanmoins, pour une charge donnée il est difficile de prévoir le comportement électromagnétique et thermique d'un transformateur. L'objectif de cette thèse est donc de caractériser ce fonctionnement pour se prémunir lors de la phase de conception des nuisances ultérieures. Une première modélisation s'appuie sur une méthode analytique et axisymétrique permettant le calcul de la distribution des densités de courants dans les enroulements. Puis, après une homogénéisation des conducteurs, une méthode de résolution par éléments finis aboutit à l'obtention de la température en régime permanent. Enfin, la méthode est vérifiée sur un transformateur de type sec et de puissance modérée, associé à un banc expérimental innovant. Un second modèle propose une nouvelle approche analytique et numérique. Tout d'abord, une méthode des éléments finis 3D (MEF) permet le calcul du champ magnétique. Ce calcul non linéaire est alors associé aux équations de circuit. Puis, une MEF thermique 3D fournie la distribution de température. Finalement, le modèle couplé est appliqué à un transformateur de distribution de petite puissance et instrumenté pour vérifier le sur échauffement engendré par des courants non sinusoïdaux
The widespread use of nonlinear loads in the industry is the source of several disturbances in the electrical network. Thus the current harmonics leads to increase the losses due to proximity and skin effects in the transformer windings. Therefore, the transformers become more sensitive to overheating. In order to avoid a dielectric failure as well as a premature ageing, the hot spot temperature must not exceed the prescribed insulating value. However, for a given nonlinear load it is difficult to predict the electromagnetic and thermal state of the transformer. The main objective of this research is to characterize the harmonic behaviour of the power transformer to prevent, at the design stage, these unexpected troubles. A first work presented in this thesis deals with an analytical and axisymétric method to compute the winding current density distribution. Then, the conductor layers are homogenised and a steady state thermal finite element calculation is applied to obtain the temperature map. Finally, the effectiveness of the proposed method is verified on a medium power dry type transformer loaded by an innovative experimental installation. A second model is based on a new analytical and numerical method. First a 3D finite element method (FEM) is applied to compute the magnetic field in the free and the iron spaces. This non-linear calculation is combined with a mixed form of the electrical circuit equation. Then a 3D thermal FEM allows to show the temperature distribution in the transformer. Finally this coupling model is applied to a small power distribution transformer with embedded sensors to verify the overheating effect of non sinusoidal currents

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Heller, Jacques. "Modélisation et caractérisation de transducteurs ultrasonores capacitifs micro-usinés appliqués à la réalisation de transformateurs pour l'isolation galvanique." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4009/document.

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Abstract:

Ces travaux présentent l'étude de transformateurs par voie acoustique, basés sur la technologie CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer ), visant à développer des composants monolithiques assurant l'isolation électrique au sein de la commande des interrupteurs à semi-conducteurs. S'agissant de microsystèmes électromécaniques, les CMUTs offrent des perspectives intéressantes en terme d'intégrabilité monolithique avec les interrupteurs à semi-conducteurs. L'architecture proposée est constituée de deux transducteurs CMUTs de part et d'autre d'un substrat en silicium. Un outil de modélisation a été développé dans le but de prédire le comportement du transformateur. Des protocoles de mesure du rendement des dispositifs fabriqués ont été mis en place permettant une évaluation quantitative des performances des prototypes (un rendement de 32 % est atteint avec une marge de progression à 60 %). L'exploitation du modèle développé, et validé par les résultats de caractérisation, a permis de mettre en évidence les limites et perspectives d'amélioration de ces dispositifs
This work is a study of CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transduer)based acoustical transformers as a step in the development of insulating components in semiconductor switches control chain. CMUT transducers being electromechanical systems (MEMS), their monolithic integration with semiconductor switches is full of interesting perspectives . The proposed architecture consists of two CMUTs layered on each side of a silicon substrate. A computational tool was designed to predict the behaviour of the transformer. Measurement protocols of the power efficiency of the constructed transformers were set up and allowed to quantify the prototypes' performances (A 32 % efficiency is currently reached, with improvements attainable up to 60 %). Exploring the results of the developed model, validated by bench measurements, allowed to determine the current limits of the transformers as well as perspectives of improvement

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Fauvette, Xavier. "Chargeur de batteries embarque à facteur de puissance quasi unitaire." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10120.

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Abstract:

Le convertisseur statique de l'électronique de puissance étudie, est un chargeur de batteries d'accumulateurs embarque, pour véhicules électriques, alimente a partir d'un réseau alternatif monophasé. Un facteur de puissance notablement inférieur a l'unité, parce que dégrade par l'absorption de puissance réactive, et la génération d'harmoniques, est particulièrement pénalisant. On aboutit en effet a un accroissement du temps de charge, si la source d'alimentation est limitée en courant, ainsi qu'a un niveau de perturbations conduites élevé. L'utilisation d'interrupteurs de puissance entièrement commandes, ainsi que la mise en uvre d'une fréquence de découpage élevée au sein du convertisseur, d'une commande et d'une régulation appropriées, permettent d'aboutir aux caractéristiques suivantes: obtention d'un facteur de puissance quasi unitaire, et minimisation du poids et de la taille du chargeur

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Cocquerelle, Jean-Louis. "Étude des associations en triphasé : gradateur en angle de phase - transformateur - résistances." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10107.

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Pour régler de façon continue le débit du réseau de distribution dans un récepteur triphasé résistif, à l'aide d'un dispositif présentant de très faibles pertes, il est usuel de disposer un gradateur fonctionnant en "angle de phase" entre la source et la charge. Il est presque toujours nécessaire, dans les équipements de forte puissance, d'ajouter un transformateur. L'analyse du fonctionnement de l'ensemble transformateur - gradateur - charge est très complexe, pour plusieurs raisons :- D'abord, ces dispositifs fonctionnent en commutation libre, c'est à dire que l'on ne peut commander que la mise en conduction des thyristors. - Ensuite, la présence du transformateur modifie totalement, par le couplage magnétique qu'il introduit entre les phases, le comportement du gradateur. En effet, les instants d'extinction des thyristors ne sont pas uniquement dépendant des tensions d'alimentation, mais à la fois du couplage des enroulements, de l'emplacement des composants, du niveau de la charge, ainsi que de l'état magnétique du transformateur. La première partie du mémoire est consacrée à l'étude analytique du fonctionnement en régime permanent. La deuxième partie concerne la comparaison des divers montages, en régime permanent, mais également face à un défaut comme la rupture d'une résistance de charge. Une méthode par simulation est alors introduite, elle permet d'élaborer la meilleure "loi de commande" du gradateur disposé dans une structure donnée.

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Martin, Thierry. "Optimisation du placement des actionneurs et des senseurs dans un probleme de controle acoustique actif. Application aux transformateurs electriques." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22117.

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Abstract:

En controle actif, l'optimisation du positionnement des transducteurs represente un axe de recherche important et incontournable. Le but de l'etude est de repondre a la question suivante: combien de transducteurs doit-on utiliser et ou doit-on les placer pour concevoir un systeme de controle actif realisant une attenuation globale du champ rayonne par une source de bruit, lorsqu'on s'impose une certaine distance entre cette source primaire et les sources secondaires ? plutot que l'approche empirique communement utilisee consistant a repartir uniformement sources et senseurs autour de la source primaire, nous avons montre qu'une methode mixte utilisant un modele du champ primaire et des algorithmes de recherche selective pouvait conduire a une optimisation du probleme. L'objectif est de resoudre un probleme de controle acoustique actif de sources de bruit rayonnant en espace libre. L'approche que nous proposons consiste a modeliser le champ primaire a attenuer en utilisant des fonctions harmoniques spheriques. L'identification de ces fonctions au rayonnement de sources multipolaires permet alors de determiner de maniere naturelle un ensemble de sources de contre-bruit. La deuxieme partie de la methode consiste a reduire le nombre de senseurs d'erreur et a optimiser leurs positions en utilisant des algorithmes de recherche selective appeles algorithmes genetiques. Ces algorithmes, issus de la biologie, sont bases sur les mecanismes de la selection naturelle et de la genetique, meles a des techniques aleatoires. Ils permettent de trouver, dans le cas de problemes non convexes et a grand nombre de degre de liberte, une solution proche de l'optimale en un temps de calcul economique. Des essais en salle anechoique permettent de tester l'efficacite de la methode sur des sources de bruit reelles de petites dimensions (associations de haut-parleurs) ou etendues (transformateurs electriques industriels). Les configurations d'actionneurs et de senseurs d'erreur issues des simulations numeriques utilisant le champ primaire experimental sont alors testees en temps reel. La mesure du champ avec et sans controle permet alors d'evaluer l'efficacite du systeme de controle actif et de quantifier la reduction de bruit obtenue

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Vergne, Jacques. "Etude du vieillissement physico-chimique du complexe papier-huile dans les transformateurs électriques." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT071G.

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Abstract:

Le remplacement progressif des transformateurs de puissance est actuellement teste dans differents pays. Cette situation rend importante la composante economique des processus de vieillissement et la notion de duree de vie. La prediction de la duree de vie des materiaux tel que le papier de guipage est plus complexe que la caracterisation d'un defaut precis. De maniere pratique, nous sommes amenes a considerer qu'un mecanisme de degradation connu est continuellement present dans l'ensemble de la gamme de temperature etudiee. L'hydrolyse, l'oxydation et la pyrolyse sont les differents mecanismes de degradation du papier que nous avons considere, d'apres les connaissances actuelles. Partant de ces considerations, six transformateurs ferrailles (en defaut ou vetuste) ont ete soigneusement examines. Ces transformateurs ont permis la mise du point de techniques que nous avons ensuite utilisees pour l'etude de maquettes de vieillissement ou la temperature et l'eau etaient les facteurs de degradation consideres. Les techniques utilisees (chromatographie liquide haute performance, chromatographie en phase gazeuse couplee a la spectrometrie de masse) ont permis de caracteriser des traceurs de vieillissement, dans l'huile et le papier de guipage. Des essais de correlation ont ete menes a partir des resultats obtenus

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Vasic, Dejan. "Apports des matériaux piézoélectriques pour l'intégration hybride et monolithique des transformateurs." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00789774.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le cadre des problèmes d'intégration des dispositifs électriques en général et des composants passifs en particulier permettant de réaliser des systèmes de conversion intégrés. Le travail débute avec l'étude et la caractérisation de transformateurs piézoélectriques de taille " méso " de quelques fractions de watts à quelques watts destinées à la mise en œuvre d'une commande rapprochée de transistors de puissance MOSFET & IGBT intégrée sur un substrat en PCB. Il se place ensuite dans la problématique de l'intégration sur silicium de micro-transformateur piézoélectriques pour des systèmes d'alimentation électrique de quelques micro-watts. L'objectif est d'établir de nouvelles structures de micro-transformateur, exploitant des couches minces d'AlN et de PZT déposées par pulvérisation cathodique, dont les étapes de fabrication sont compatibles avec les technologies et les contraintes de la microélectronique.

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Eymard, Stéphanie. "Contribution à la valorisation tribologique des huiles de transformateur usagées." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2014. http://www.theses.fr/2014ECDL0017.

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Abstract:

Les prévisions alarmistes en ressources naturelles encouragent la recherche de solutions alternatives au niveau mondial. Le recyclage devient alors un défi majeur pour la société, en particulier pour les produits dérivés du pétrole comme les huiles de transformateur. Cette étude est basée sur la recherche de nouvelles voies de revalorisation de ces huiles, par l’analyse critique du contexte concurrentiel, des segments de marché potentiels, ainsi que des propriétés physico-chimiques de ces huiles. Nous nous sommes attachés à déterminer l’adéquation des performances et caractéristiques des huiles de transformateur régénérées aux exigences propres au marché de l’usinage et de la mise en forme des métaux. L’usure des matériaux dans le cadre de la lubrification limite et au-delà, est un domaine d’étude complexe combinant la mécanique, la physique du solide, la chimie ainsi que la thermodynamique des phénomènes irréversibles. Dans le cadre de cette étude les performances d’hydrocarbures neufs, usagés (pollué par les Polychlorobiphényls) et régénérés, ayant des propriétés physico-chimiques et rhéologiques proches, sont comparés dans le cadre d’essais sclérométriques et tribométriques sur une fonte à graphite sphéroïdal, matériau de frottement largement employé dans l’industrie du transport. Une séquence de techniques d’analyse de surface est développée afin de caractériser les morphologies des surfaces et quantifier les déformations de matières résultantes du frottement. La complémentarité des essais sclérométriques et tribométriques, qui permettent d’étudier les performances des hydrocarbures dans différents états de contraintes, respectivement de compression et de cisaillement, révèlent les bonnes performances des huiles de transformateurs régénérées. En quantifiant spécifiquement les performances des huiles revalorisée à travers la détermination de paramètres tribologiques classiques, comme les taux de déformations, les coefficients de frottements ou encore les temps d’initiation au grippage. La composition finale de l’huile régénérée, à savoir la longueur des chaines hydrocarbonées, les teneurs en eau et en PCB, conditionne son comportement tribologique. Suite à ce bilan positif portant sur les performances des huiles de transformateur régénérées en usure abrasive et catastrophique, la mise en forme des métaux peut être identifiée comme une nouvelle voie de valorisation matière de ces huiles
The alarming forecasts of natural resources encourage worldwide the search for alternative solutions. Hence recycling becomes a major challenge for society, especially for petroleum products such as transformer oils. This study is based on finding new ways of valorizing these oils, which is a complex problem that must meet the economic, political, regulatory, environmental and scientific constraints and challenges. A critical analysis of the competitive environment, of the potential market segments, as well as physic-chemical properties of these oils is the basis to determine new ways of revalorization. In this study, we attempted to determine the suitability and performance characteristics of transformer oil regenerated to the specific requirements of the machining and shaping of metals. The wear of materials under boundary lubrication and beyond this regime, is a complex area of study combining mechanics, solid state physics, chemistry and thermodynamics of irreversible processes. In this study the performance of new, used ( polluted by polychlorinated biphenyls ) and regenerated oils with close physic-chemical and rheological properties are compared in scratch test and tribometric with a ductile cast iron, which is friction material widely used in the transportation industry. A sequence of surface analysis techniques is developed to characterize the morphologies of the surfaces and quantify the resulting deformation of the friction material. The complementarity of scratch an tribometric tests for the study of the performance of hydrocarbons in different stress states, respectively compression and shear, reveals the good performances of regenerated transformer oils. This study has allowed discriminating the behavior of various origins oils under conditions of extreme friction, and specifically quantifying the performance of the regenerated oils through the determination of classical tribological parameters such as rate of deformation, friction coefficients or time to seizure. The final composition of the regenerated oils, ie the length and nature of the hydrocarbon chains, the water and PCBs content and the presence of polar molecules, determines its tribological behavior. Thus, the study showed that the performance of regenerated oils increases with the water and PCB content. Following this positive assessment on the regenerated oil performances in case of abrasive and catastrophic wear, machining and shaping of metals can be identified as a new way for regenerated transformers oils

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Tran, Anh Tuan. "Modélisation de la propagation des signaux HF dans le réseau d'énergie électrique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2006. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/atran.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'étude de la propagation des courants porteurs en ligne dans le réseau de distribution d'énergie électrique. Pour simuler les phénomènes, des modèles HF des éléments ont été élaborés, principalement pour le transformateur MT/BT. Après une étude bibliographique des modèles du transformateur en HF, nous avons réalisé de nombreuses mesures externes sur deux transformateurs réels 20/0,4 kV de moyenne puissance afin d'obtenir leurs impédances de transfert dans la gamme 100Hz - 10MHz. Des schémas équivalents ont été proposés, un en MF et un autre en HF. Les mesures et les méthodes nécessaires pour déterminer les caractéristiques de transfert de signaux MF-HF à travers le transformateur ont été synthétisées et présentées. Ensuite, les modèles HF des autres éléments principaux rencontrés dans le réseau de distribution sont analysés. Finalement, nous avons mis en oeuvre l'ensemble des modèles pour simuler avec EMTP la propagation des signaux HF dans un réseau réel
This thesis concerns the study of the propagation of the signal of power line communication (PLC) in the distribution power network. In order to simulate the phenomena, the HF models of the elements were elaborated, mainly for transformer MV/LV. After a bibliographical study of the models of the HF transformer, we carried out many external measurements on two real transformers 20/0. 4kV of medium power in order to obtain their impedances of transfer in the range 100Hz - 10MHz. Equivalent circuits wera proposed, one in MF and another in HF. Measurements and the necessary methods to determine the characteristics of transfer of signals MF-HF through the transformer were synthesized and presented. Then, the models HF of the other principal elements met in the distribution network are analyzed. Finally, we implemented the models to simulate with EMTP the propagation of the signals HF in a real distribution network

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Schellmanns, Ambroise. "Circuits équivalents pour transformateurs multienroulements : Application à la CEM conduite d'un convertisseur." Phd thesis, Grenoble INPG, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782970.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire se rapporte à la recherche de circuits équivàlents à constantes localisées pour représenter le comportement électrique des transformateurs. Il s'inscrit dans la continuité d'une longue étude, commencée en 1988 et menée en collaboration avec plusieurs industriels. Il généralise les travaux antérieurs et mène à la représentation des transformateurs multi-enroulements. Les méthodes générales de représentation et d'identification expérimentale des transformateurs multienroulements sont établies. Pour y parvenir, des repères généraux concernant le nombre d'impédances mesurables, le nombre de pôles et de zéros de ces impédances sont dégagés. Des notions nouvelles, telles que le transformateur de fuite et la modélisation progressive, sont introduites. Un modèle analytique est développé pour rendre compte des effets des courants induits (peau et proximité) dans les conducteurs. La représentation de ces effets par des constantes localisées, impossible à priori puisqu'ils mènent à des impédances proportionnelles à la racine carrée de la fréquence, est résolue. Tout ceci est validé expérimentalement et, en marge de ce travail, un banc destiné à caractériser le rayonnement magnétique des composants magnétiques est étudié et testé avec succès. L'intérêt du travail précédent est illustré par l'étude d'une alimentation à découpage industrielle. Il s'avère que les imperfections du transformateur à trois enroulements exploité par cette alimentation, bien représentées par le circuit équivalent, influent très fortement sur le dimensionnement des autres composants ainsi que sur les perturbations de mode commun du montage. Il est ainsi démontré qu'un modèle précis de transformateur est un élément clé pour concevoir des alimentations à découpage fiables et conformes aux normes de compatibilité électromagnétique en vigueur.

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Schulz, Carl. "Contribution à l'étude des courts-circuits interlaminaires dans les noyaux des transformateurs de puissance." Thesis, Artois, 2010. http://www.theses.fr/2010ARTO0201/document.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse est centré sur l'étude des courts-circuits interlaminaires, dont la présence dans un noyau magnétique peut entraîner des pertes supplémentaires qui dégradent les performances du transformateur. L'étude suit deux axes principaux : premièrement, la détection des courts-circuits interlaminaires, et deuxièmement, leur modélisation. Le premier axe développe l'évaluation des possibilités de détection dans le but de fournir des outils qui permettent d'améliorer le processus de fabrication des transformateurs. Le deuxième axe concerne la modélisation du court-circuit, ayant pour l'objectif d'éclairer des mécanismes plus fondamentaux, ainsi que d'estimer les courants de court-circuit et les pertes associées dans les cas les plus défavorables. De nombreux courts-circuits artificiels ont été caractérisés de manière expérimentale. Une procédure a été mise en place qui permet de mesurer les courants de court-circuit à l’aide d’un enroulement de Rogowski miniaturisé, capable de faire la mesure du courant dans un contact interlaminaire en écartant très peu les tôles. Les expérimentations ont conduit à un modèle élémentaire du court-circuit basé sur un schéma équivalent de Thévenin. La variation de différents paramètres du court-circuit a permis de déduire des lois empiriques décrivant leur influence sur les éléments du schéma équivalent et ainsi d'observer l'impact de ces paramètres sur le courant de court-circuit et sur les pertes associées
The research presented in this thesis focuses on the study of interlaminar short circuits, whose presence in a magnetic core can cause additional loss which will deteriorate the performance of the transformer. The study is carried out along two main axes: first, the detection of interlaminar short circuits, second, their modelling. The first axis evaluates the possibilities for detection, with the objective to provide tools which can help to optimise the manufacturing process of transformers. The second axis concerns the modelling of a short circuit, with a view to gain a deeper understanding of the mechanisms involved and also to enable an estimation of the worst-case short-circuit current and the worst-case power dissipation. Numerous artificial short circuits have been experimentally characterised. A procedure has been developed permitting the measurement of short-circuit currents by means of a miniaturised Rogowski coil, capable of measuring the current inside an interlaminar contact with a very small distance between the sheets. The experiments have led to an elementary model of the short circuit which is based on a Thévenin equivalent circuit. Variations of different parameters of the short circuit have permitted deducing empirical laws describing their influence on the elements of the equivalent circuit and thus to observe the impact of these parameters on the short-circuit current and the associated loss

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Magnet, Christophe. "Traitement non-linéaire de la tension de sortie d'éléments piézoélectriques : application aux transformateurs piézoélectriques et au contrôle de vibration de cartes électroniques." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0081/these.pdf.

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Abstract:

Ces dernières années, les applications utilisant des matériaux piézoélectriques se sont considérablement développées. Les champs d’application de ces matériaux sont nombreux : le contrôle de vibration, le contrôle acoustique, la récupération d’énergie, les transformateurs piézoélectriques… Les thématiques du LGEF englobent le développement de systèmes adaptatifs à base de matériaux électroactifs avec notamment le développement d’une technique, appelée SSD (pour Synchronized Switch Damping), de contrôle de la tension générée par des éléments piézoélectriques. Cette technique consiste à créer des non linéarités fortes sur la tension. Ces travaux de thèse ont consisté à approfondir et à adapter les techniques SSD à l’optimisation de la densité de puissance des transformateurs piézoélectriques et au contrôle de vibration des cartes électroniques. Dans le cadre de l’application « transformateurs piézoélectriques », les résultats expérimentaux confirment les prédictions théoriques et montrent une nette amélioration de la densité de puissance pouvant s’accompagner, sous certaines conditions, d’une amélioration du rendement. Appliquées au contrôle de vibration de carte électronique, les techniques non-linéaires posent le problème de l’optimisation du couplage électromécanique par rapport à la surface recouverte par les inserts. Les travaux effectués dans ce domaine ont permis d’identifier les paramètres permettant d’optimiser le couplage électromécanique globale de la structure. Enfin, un modèle multimodal a été développé : il a permis d’évaluer l’efficacité multimodale de différentes lois de contrôle de complexité variée afin de les comparer entre elles
These last years, applications using piezoelectric materials developed considerably. The application fields of these materials are numerous: structural vibration control, acoustic control, energy harvesting, piezoelectric transformers…. The LGEF sets of themes include adaptive system development containing electroactive materials with, in particular, the development of a technique called SSD (for Synchronized Switch Damping). This technique consists in a non linear processing of the voltage generated by piezoelectric elements. The work presented here consists in looking further into SSD techniques and adapting them to power density optimisation of piezoelectric transformers and to the structural vibration control of electronic boards. When applied to “piezoelectric transformers”, the non linear techniques experimentally show a clear improvement of the power density with, under certain conditions, an improvement of the power transfer efficiency. These enhancements are in agreement with theoretical predictions. Applied to structural vibration control of electronic boards, non-linear techniques raise the problem of the electromechanical coupling optimisation regarding the surface covered by the piezoelectric inserts. The work carried out in this field has made it possible to identify the main parameters for a global electromechanical coupling factor optimisation. Finally, a multimodal model has been developed: it made it possible to evaluate the multimodal effectiveness of various control laws with various complexities in order to compare them

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Blache, François. "Modélisation électronique et électromagnétique d'un transformateur haute fréquence à circuit magnétique en fonte." Phd thesis, Grenoble INPG, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00599667.

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Abstract:

Ce mémoire commence par une présentation de l'état de l'art en matière de circuits équivalents et de caractérisation expérimentale des composants bobinés. Il précise ensuite les modifications à apporter au circuit équivalent initial, pour des transformateurs à faible rendement et/ou faible couplage, ainsi que les méthodes de caractérisation expérimentale applicables à de tels composants. Les éléments du circuit équivalent du composant faisant l'objet de cette étude sont ensuite " évalués expérimentalement. La simulation, à l'aide du logiciel PSPICE, du comportement d'un circuit électronique intégrant ce composant est confrontée à l'expérience. Le gain en précision résultant de l'emploi d'un modèle adéquat pour chaque composant bobiné est ainsi mis en évidence. La suite de l'étude porte sur le calcul des éléments du circuit équivalent du transformateur à partir des données technologiques. Dans un premier temps, l'accent est mis sur les capacités parasites. En menant en parallèle une étude analytique et une modélisation électrostatique grâce au logiciel FLUX2D, l'incidence du mode de bobinage sur la valeur des capacités est analysée en détail. Des règles pratiques de bobinage, visant à diminuer ces capacités parasites, sont justifiées et appliquées à des prototypes industriels, avec succès. Le calcul des grandeurs magnétiques et des pertes à l'aide du logiciel FLUX2D, nécessite l'introduction d'une perméabilité complexe. Nous discutons alors de certaines limites de validité des méthodes classiques de caractérisation des matériaux magnétiques. Enfin, une méthode expérimentale originale, destinée à mesurer, à chaque fréquence, la résistivité et la perméabilité complexe d'un matériau magnétique conducteur linéaire est proposée et validée. Cette méthode est ensuite étendue au cas des matériaux composites (ferrites).

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Ranson, Jean-Luc. "Influence des capacités parasites du transformateur et des interrupteurs dans les convertisseurs continu-continu isolés : application au montage Forward." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-247.pdf.

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Abstract:

Quel que soit le niveau de modélisation d'un convertisseur statique, il est important que les paramètres pris en compte dans les différents modèles soient homogènes. Ce travail a eu pour objectif d'étudier l'influence des éléments parasites d'un transformateur dans les contraintes et la limitation des performances qu'ils imposent à une structure de convertisseur statique continu-continu isolé. Le chapitre I présente des modèles de transformateur intégrant progressivement les éléments permettant de tenir compte du courant magnétisant, des fuites de flux et des capacités parasites. L'aptitude de ces modèles à l'intégration dans une structure d'alimentation à découpage est discutée. En particulier, l'étude détaillée de l'influence des inductances de fuites montre que le montage Forward à pont asymétrique se prête plus aisément que les autres structures à l'introduction d'un modèle plus fin du transformateur. Dans le chapitre II, trois transformateurs destinés à des applications voisines, mais de constructions différentes sont étudiés. Pour identifier les paramètres du schéma équivalent proposé pour un transformateur moyenne fréquence, trois méthodes mettant en oeuvre trois niveaux de puissance ont été utilisées. Les résultats de simulation obtenus en utilisant les valeurs identifiées pour les paramètres sont comparés avec les relevés expérimentaux. Une validation supplémentaire du modèle a été recherchée dans le chapitre III, en faisant fonctionner une structure Forward multirésonnante en tension à partir de ses seuls éléments parasites. Apres une étude analytique originale des caractéristiques de cette structure, c'est par simulation que la fréquence de commande permettant d'obtenir le fonctionnement souhaité est identifiée et les réalisations menées à terme pour 2 transformateurs sur les 3. Enfin, au chapitre IV, sont présentés les résultats d'une étude systématique des effets produits, individuellement quand cela était possible, par chacun des éléments parasites du modèle. La puissance maximale transmissible est prise comme critère de comparaison et l'écart des performances par rapport aux conditions idéales se montre du principalement à l'allongement de la durée des phases de transition.

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Moreau, Olivier. "Contribution à l'étude du phénomène d'électrisation par écoulement dans les transformateurs de puissance." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2328.

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Abstract:

La génération de charges électrostatiques lors de l'écoulement de l'huile de refroidissement dans les canaux en carton des transformateurs de puissance est considérée comme responsable de nombreuses avaries dans le monde ces trente dernières années. Parmi les paramètres d'influence identifiés de ce phénomène complexe et mal connu, la géométrie de l'écoulement et l'impédance de fuite des zones d'accumulation apparaissent comme des facteurs déterminants. Un prototype de capteur, susceptible d'être monté " on line " sur les transformateurs a été développé conjointement à l'établissement de paramètres fiables et caractéristiques du phénomène. Par ailleurs, les recherches menées sur la physico-chimie ont permis de mettre en évidence le rôle du carton, d'identifier les radicaux chimiques à l'origine de la génération de charge et d'établir deux premiers remèdes. Le développement d'un module dédié à la convection d'espèces réactives chargées dans un logiciel de mécanique des fluides permet d'envisager la simulation du phénomène à l'échelle d'un transformateur pour l'évaluation du risque électrostatique
The electrostatic charge generation due to oil flow through pressboard-made channels for power transformers cooling has been held to be responsible for several failures in the world during the last thirty years. Among the identified parameters influencing this rather unknown and complex phenomenon, the flow geometry and the leakage impedance of the charge accumulation areas appear to be determining factors. A prototype of a sensor, likely to be installed on a transformer, has been developed in parallel with the derivation of reliable and relevant parameters with regard to the phenomenon. Moreover, the researches engaged on the chemistry have made it possible: to underline the pressboard role, to identify the chemical species leading to charge generation and to establish two first remedies. The development of a module dedicated to the charged reactive species convection in a Computational Fluid Dynamics Software enable us to consider the simulation of the phenomenon inside a full scale transformer to predict electrostatic hazard

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Eke, Samuel. "Stratégie d'évaluation de l'état des transformateurs : esquisse de solutions pour la gestion intégrée des transformateurs vieillissants." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEC013/document.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat traite des méthodes d’évaluation de l’état des transformateurs de puissance à huile. Elle apporte une approche particulière de mise en oeuvre des méthodes de classification dans la fouille de données. Elle propose une stratégie qui met en oeuvre deux nouveaux indicateurs de santé de l’huile construit à partir d’un système neuro flou ANFIS (Adaptative Neuro-Fuzzy Inference System) et un classifieur ou prédicteur de défaut construit à partir des méthodes de classification supervisée, notamment le classifieur Bayésien naïf. Un organigramme simple et efficace d’évaluation de l’état des transformateurs y est proposé. Il permet de faire une analyse rapide des paramètres issus des analyses physico-chimiques de l’huile et de des gaz dissous. Une exploitation des méthodes de classification non supervisée, notamment les méthodes de k-moyennes et C-moyennes flous a permis de reconstruire les périodes de fonctionnement d’un transformateur marquées par des défauts particuliers. Il a aussi été démontré comment ces méthodes peuvent servir d’outil d’aide à l’organisation de la maintenance d’un groupe de transformateurs à partir des données d’analyses d’huile disponibles
This PhD thesis deals the assessment method of the state of power transformers filled with oil. It brings a new approach by implementing classification methods and data mining dedicated to transformer maintenance. It proposes a strategy based on two new oil health indicators built from an adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS). Two classifiers were built on a labeled learning database. The Naive Bayes classifier was retained for the detection of fault from gases dissolved in oil. A simple and efficient flowchart for evaluating the condition of transformers is proposed. It allows a quick analysis of the parameters resulting from physicochemical analyzes of oil and dissolved gases. Using unsupervised classification techniques through the methods of kmeans and fuzzy C-means allowed to reconstruct operating periods of a transformer, with some particular faults. It has also been demonstrated how these methods can be used as tool to help the maintenance of a group of transformers from available oil analysis data

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El, Gharniti Ouail. "Conception, modélisation et caractérisation des transformateurs intégrés sur silicium : application aux amplificateurs faible bruit." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13309.

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Abstract:

Ce mémoire et articulé autour de quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous décrivons les différentes structures de transormateurs planaires et emplilés, ainsi que les mécanismes de pertes d'énergie dans ces derniers. Nous introduisons un plan de masse en dessous de la structure du transformateur pour réduire ses pertes. Dans le deuxième chapitre, nous présentons un modèle électrique large bande pour les transformateurs intégrés avec plan de masse. Les éléments du modèle sont dérivés des paramètres géométriques du transformateur et des caractéristiques de la technologie silicium utilisée. Dans le troisième chapitre, nous présentons une nouvelle méthodologie de conception des transformateurs intégrés. Enfin, dans le quatrième chapitre, nous présentons une nouvelle technique d'adaptation large bande basé sur des transofrmateurs intégrés. Avec cette technique, nous implémentons deux amplificateurs faible bruit dédiés aux applications WLAN et UWB.

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Robert, Frédéric. "Modélisation et simulation de transformateurs pour alimentations à découpage." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1999. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211897.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse au transformateur de puissance qui constitue l'élément central de toute alimentation à découpage. La recherche s'articule selon deux axes: l'analyse des champs et le calcul des pertes cuivre d'une part, et la modélisation par schéma équivalent (en vue de réaliser des simulations électriques du convertisseur) d'autre part.

Selon le premier axe de recherche, l'idée est d'utiliser un logiciel de simulation de champs électromagnétiques par éléments finis pour analyser les champs en deux et en trois dimensions dans le transformateur. Outre une compréhension globale de la répartition des champs, on cherche à analyser finement les pertes cuivre générées dans les enroulements.

Aux fréquences utilisées dans les alimentations actuelles (typiquement quelques centaines de kilohertz), la densité de courant se répartit en effet de manière non uniforme dans les conducteurs suite aux effets quasi statiques (effet pelliculaire et effet de proximité). Les pertes cuivre doivent donc être calculées avec des outils spécifiques qui en tiennent compte. Or les modèles analytiques classiquement utilisés dans ce but (formules de Dowell et apparentées) reposent sur une analyse unidimensionnelle du transformateur, suivant une hypothèse dont la portée est mal connue et mise en cause par plusieurs auteurs.

Grâce aux simulations par éléments finis, la thèse dresse un inventaire inédit des effets quasi¬statiques 2D et 3D dans les enroulements. Les différents effets sont expliqués physiquement. La fiabilité des méthodes 1D est analysée et l'erreur commise par celles ci est quantifiée suivant le type d'enroulement et la fréquence. Trois méthodes alternatives de calcul des pertes en deux dimensions sont également analysées et critiquées.

Pour un type précis d'enroulement (une couche de ruban entre une valeur nulle et une valeur maximale de la force magnétomotrice), une "formule semi empirique" est encore développée. Celle-¬ci rassemble en une seule expression un grand nombre de simulations couvrant toutes les situations géométriques envisageables pour le type d'enroulement considéré. On crée ainsi un outil sans équivalent actuellement, qui allie la rapidité des méthodes 1D à la précision des simulations 2D. La formule semi empirique offre de nombreux avantages pour les concepteurs, dont une forme analytique particulière et la possibilité de réaliser des études paramétriques.

D'autre part, la thèse montre également que le "facteur de remplissage", notion présente dans la plupart des formules unidimensionnelles de calcul des pertes cuivre, résulte d'une erreur dans l'article de base de Dowell et se révèle donc sans fondement théorique. Ce facteur garde néanmoins une utilité pratique par le fait qu'il reproduit fortuitement certains effets 2D.

Selon le second axe de recherche, la modélisation, divers schémas équivalents sont analysés. Compte tenu du fait que les transformateurs utilisés dans les alimentations à découpage comprennent généralement plusieurs sorties et voient des formes d'onde fortement chargées en harmoniques, deux types de schémas particuliers sont retenus: le schéma "Coupled Choke Secondaries" (schéma CCS) et les schémas du Laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble (schémas LEG). Le schéma CCS est validé sur un transformateur réel et implémenté dans une application conviviale.

Doctorat en sciences appliquées
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Leplus, François. "Sur la modélisation numérique des transformateurs monophasé et triphasé : Application aux montages redresseurs et gradateurs." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10073.

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Abstract:

Méthode de résolution des équations du système modélisé, indépendante de son environnement électrique, donnant un programme modulaire, utilisable dans un ensemble plus complexe. Extension de la méthode et procédure d'identification des paramètres. Expérimentation en fonctionnement redresseur et gradateur

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Rakotomalala, Andrianirina. "Contribution à la modélisation des transformateurs de puissance en régimes hautes fréquences." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1996. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1638_arakotomalala.pdf.

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Abstract:

La collaboration du Cegely avec des industriels lui a permis de développer un logiciel interactif, destiné à la modélisation des transformateurs de puissance de type cuirassé, en régime transitoire. Dans ce logiciel, le transformateur est modélisé par un schéma équivalent très détaillé de type rlc. Le calcul des paramètres du schéma équivalent, en utilisant les méthodes numériques, est couteuse en temps de calcul, et les méthodes analytiques sont souvent trop simplistes, et négligent les phénomènes essentiels. Il apparait donc la nécessité de développer des méthodes de calcul présentant un compromis entre précision et temps de calcul. Nous développons dans cette thèse des méthodes analytiques, pour la détermination des paramètres résistifs et inductifs du schéma équivalent du transformateur. Ces méthodes ont été validées, et donnent des résultats en bon accord avec ceux de la littérature et des mesures. Ils sont implantés dans le logiciel existant. Les paramètres capacitifs sont obtenus, en utilisant la mef en 2d. Les résultats de calcul permettent d'espérer une meilleure simulation des transformateurs de puissance, en régimes hautes fréquences, et en particulier la détermination des fréquences de résonance et des coefficients de surtension correspondants.

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Nyobe, Yome Jean-Maurice. "Contribution à la modélisation des transformateurs HT et THT alimentés en fréquence variable par convertisseurs statiques à multirésonance." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20234.

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Abstract:

Les travaux développes dans cette thèse sont focalises sur le transformateur HT et THT et sur son exploitation dans les convertisseurs statiques a fréquence variable. A partir d'une caractérisation en fréquence de prototypes différents, il est montre que le modèle du transformateur peut être ramène a un quadripôle a constantes localisées de type llc. Ces constantes y sont estimées pour plusieurs artifices de bobinage. Il y est également présente une analyse des influences du redresseur sur la capacité propre du secondaire. Des algorithmes de dimensionnement de transformateur sont proposes. En ce qui concerne l'intégration du transformateur dans les convertisseurs statiques, il y est montre que la technique de multi-resonance de type lc-serie/lc-parallele est la mieux adaptée, dans une optique de minimisation des composants réactifs de la structure et de son fonctionnement a des fréquences élevées

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Allard, Florian. "Etude de nouvelles architectures modulaires d'alimentations électriques pour les applications de hautes puissances pulsées." Thesis, Pau, 2018. http://www.theses.fr/2018PAUU3005/document.

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Abstract:

De nos jours, pour accroître le potentiel applicatif des machines de hautes puissances pulsées, il est nécessaire de développer des modulateurs compacts capables de délivrer des impulsions de l’ordre de plusieurs Mégawatts de durée pouvant atteindre plusieurs centaines de microsecondes. Cette amélioration requiert le développement de structures innovantes dont le but est de produire aussi bien des puissances moyennes que des puissances crêtes importantes. Les modulateurs étudiés dans ce mémoire sont basés sur l’utilisation de divers transformateurs pour la génération d’impulsions de très forte puissance. Le projet AGIR (acronyme de « Architecture pour la Génération d’Impulsions Rectangulaires de forte de puissance ») est réalisé dans le cadre d’un RAPID (Régime d’Appui Pour l’Innovation Duale) financé par la Direction Générale de l’Armement (DGA). Le projet est une collaboration avec EFFITECH, une entreprise spécialisée dans les puissances pulsées. L’objectif est de développer deux générateurs pour deux gammes de puissance crête (jusqu’à 10MW pour l’un et 1GW pour l’autre). Le premier modulateur « AGIR1 » repose sur l’association d’un convertisseur AC-DC et de 12 convertisseurs résonants DC-DC qui permettent la génération de plusieurs types d’impulsions (fort courant ou forte tension) en fonction de la configuration choisie. Le second modulateur repose sur le développement d’un transformateur impulsionnel à quatre primaires synchronisés. Chaque primaire est relié à un système de mise en forme de type Blumlein dont le déclenchement est assuré par un éclateur pressurisé à trois électrodes. La synchronisation des quatre éclateurs est assurée par un générateur impulsionnel innovant à faible gigue. La principale difficulté du travail effectué au laboratoire réside dans l’étude des différents transformateurs haute-tension utilisés (résonant ou impulsionnel) et du système de synchronisation des éclateurs. Chaque élément constituant le système est étudié et simulé de manière électrostatique, électromagnétique ou électrique avant d’être réalisé et assemblé. Des essais ponctue l’étude afin de valider le fonctionnement en récurrent avec un système de dissipation thermique adapté
Nowadays, to increase the application potential of high power pulsed machines, it is necessary to develop compact modulators able to deliver pulses in the range of several megawatts with duration of up to several hundred microseconds. This improvement requires the development of innovative structures whose purpose is to produce both average power and large peak power. Modulators studied in this thesis are based on the use of various transformers for the generation of very high power pulses. The AGIR project (French acronym for "Architecture for Rectangular High Pulse power generation") is achieved within the framework of a RAPID (Dual Innovation Support Regime) funded by the French Defense (DGA). The project is carried on by a collaboration with EFFITECH, a company specialized in pulsed powers. The goal is to develop two generators for two peak power ranges (up to 10MW for one and 1GW for the other). The first modulator "AGIR1" is based on the association of an AC-DC converter and 12 DC-DC resonant converters allowing the generation of several types of pulses (high current or high voltage) depending on the chosen configuration. The second modulator is based on the development of a four synchronized primary pulse transformer. Each primary is connected to a Blumlein pulse forming line triggered by a three-electrode pressurized spark gap. The synchronization of the four spark gaps is ensured by an innovative pulse generator with low jitter. The main difficulty of the work which was completed in the laboratory relies in the study of the different high-voltage transformers used (resonant or pulse) and the spark gap synchronization system. Each element constituting the system is studied and simulated electrostatically, electromagnetically or electrically before being realized and assembled. Trials punctuate the study to validate the recurrent operation with a suitable heat dissipation system

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Mouhamad, Malick. "Réduction des pertes à vide des transformateurs de distribution par utilisation de rubans amorphes." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719097.

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Abstract:

La présente étude traite l'application des rubans amorphes dans les transformateurs de distribution dans l'objectif de réduire les pertes dans le réseau d'électricité. Les matériaux utilisés sont un alliage à base de fer, silicium et bore. Les premières études sur ce matériau amorphe révèlent une très bonne compatibilité chimique de ces derniers avec les huiles de transformateur. Ces rubans possèdent des durées de vie entièrement conforme aux exigences d'ERDF. Les pertes à vide représentent un élément non négligeable dans l'efficacité énergétique des matériels. Un transformateur amorphe génère 2 fois moins de pertes pendant toute sa vie qu'un transformateur conventionnel C0Ck. D'un point de vue général, la technologie amorphe appliquée aux transformateurs de distribution publique présente un intérêt majeur pour la réduction des pertes à vide. L'investissement réalisé dans un matériel certes plus onéreux à l'origine se trouve rentabilisé grâce aux économies réalisées sur les pertes à vide. Le retour sur investissement est possible en 10 à 12 années environ mais reste très variable en fonction du prix d'achat négocié. La qualification des transformateurs amorphes nécessite que les matériels répondent aux exigences de la spécification d'ERDF comme le critère "Tenue aux courants de court-circuit" qui constitue une composante essentielle dans l'acceptation des transformateurs amorphes. La tenue aux efforts de court-circuit a historiquement été problématique sur les transformateurs triphasés à noyaux amorphes. Le noyau se cisaille pendant le court-circuit, libérant des particules métalliques préjudiciables à la tenue diélectrique de l'appareil. Depuis, les constructeurs ont fait des progrès dans la conception mais les matériels ne sont pas encore pleinement satisfaisants. La tenue aux courts-circuits est l'enjeu et le défi que doit franchir cette technologie pour s'implanter et être crédible en Europe.

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Donnier-Valentin, Guillaume. "Contributions à l'étude des transformateurs supraconducteurs et pertes AC." Grenoble INPG, 2001. https://theses.hal.science/tel-00597717.

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Abstract:

La découverte des supraconducteurs à Haute Température Critique en 1986 relance l'intérêt porté à la supraconductivité. Ces matériaux sont arrivés à un stade où leur utilisation dans des dispositifs électrotechniques est envisageable. Néanmoins, il est primordial de connaître leurs pertes AC précisément pour dimensionner correctement les dispositifs. C'est pourquoi nous avons étudié dans un premier temps ces pertes AC dans un supraconducteur. Un modèle analytique applicable à une géométrie cylindrique (bobinages) a été ainsi développé et comparé à un modèle numérique. Nous avons réalisé des mesures expérimentales afin de comparer ces différents modèles. Dans le cadre du projet Européen READY, un transformateur supraconducteur monophasé HTC de 41 kVA a été entièrement dimensionné sur les plans électromagnétiques, thermiques et mécaniques. Ce transformateur, entièrement froid, pourra fonctionner dans l'azote liquide jusque vers 65 K ou l'hélium gazeux pour atteindre des températures inférieures. H sera refroidi par un tube puisé. De nombreuses expériences ont été faites pour valider nos choix et nous apporter certaines données expérimentales indispensables comme les pertes fer à froid où la résistance thermique de contact. Enfin, une étude très préliminaire sur différents transformateurs supraconducteurs d'une puissance de 30 MVA a permis de montrer l'intérêt de la technologie supraconductrice sur ces dispositifs
The discovery of High Critical Température superconductors in 1986 restarts the interest put on superconductivjty. Thèse materials arrived at a stage where their use in electrotechnical devices is possible. Nevertheless, it is essentia! to know precisely their AC losses in order to correctly design the devices. This is why we initially studied the AC losses in a superconductor. An analytical model applicable to a cylindrical geometry (windings) was developed and compared with a numerical model. We carried out expérimental measurements in order to compare thèse various models. For the European project READY, a single-phase 41 kVA HTC superconducting transformer was ernireiy designed on the electromagnetic. Thermal and mechanical levels. This transformer, entirely cold. Will be able to operate either in liquid nitrogen until around 65 K or in gas hélium if lower températures are needed. A pulsed tube will cool it. Many experiments were made to validate our choices and also to bring essential expérimental data like the cold iron losses or the thermal résistance contact. Finallv a ver. ' preliminary stud> on various 30 MVA superconducting transformers shows the superconducting technology interest on thèse devices

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Dissertations / Theses on the topic 'Transformateur électrique'

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