Conception Onduleur de Traction Automobile

Programme

• PRATIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS & DES DRIVERS EN ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE - Durée : 0.5 Jour

  • Notions fondamentales sur les composants à base de semi-conducteur. Physique de fonctionnement des diodes, transistors bipolaires, MOSFET et IGBT. Influence du semi-conducteur sur la performance du composant : Si, CSi, NiGa - Mécanismes des commutations - Technologies adaptées - Interaction entre diode, transistor et éléments parasites du circuit de commutation.
  • Drivers : génération des signaux de commande PWM, SPWM, génération numérique et VHDL Nécessité d’isolation de l’étage commande : isolation fonctionnelle, isolation liée à la sureté de fonctionnement. Technologies des drivers : avec ou sans isolation galvanique. Positionnement de l’isolation galvanique. Conception de montage flottant : montage Bootstrap, montage flottant avec différentes formes de couplage.
  • Conception des drivers : calcul, dimensionnement et mise en œuvre dans le cas de la commande bas niveau des onduleurs.

• PRATIQUE DES COMPOSANTS PASSIFS EN ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE - Durée : 0.5 Jour

  • Caractéristiques des inductances, capacités et des transformateurs. Vieillissement des composants. Problématiques CEM associées à ces composants. Impact des composants passifs sur la performance des onduleurs. Cas pratiques.
  • Calcul et dimensionnement des composants passifs inductances et capacités de découplage d’un onduleur : calcul, dimensionnement et mise en œuvre.

• CONCEPTION D’UN CONVERTISSEUR DC-AC OU ONDULEUR - Durée : 1 Jour

  • Dimensionnement d’un circuit d’électronique de puissance pour la commande des machines à courant alternatif : onduleur et redresseur. Analyse du CDC de traction.
  • Utilisation de la simulation pour concevoir le dimensionnement. Déclinaison d’un cahier des charges. Étude et sélections des composants d’électronique de puissance à partir leurs caractéristiques réelles.
  • Circuits de puissance : calcul des pertes par conduction et par commutation des électroniques de puissance, calcul de la performance du circuit.
  • Circuits de protection, modes refuges, snubbers, optimisation de la commande bas niveau.
  • Prise en compte de la compatibilité électromagnétique dans le dimensionnement. Prise en compte de la commande. Conception du schéma électronique.
  • Technologies, fonctionnement ; caractéristiques de puissance, contraintes d’implantation, aspects thermiques et vibratoires ; process de fabrication, aspects industriel et économique.
  • Conception d’un convertisseur DC-AC : calcul, dimensionnement, simulation et mise en œuvre.

• COMMANDE MOYEN - NIVEAU DES ONDULEURS - Durée : 0.5 Jour

  • Pilotage du courant, étude de stabilité et de performance d’une régulation de courant dans un onduleur. Mise au point du régulateur PI et régulation optimale.
  • Calcul et dimensionnement régulateur PI bas niveau d’un onduleur. Modélisation et simulation de la régulation appliquée au contrôle d’une machine synchrone.

• COMMANDE HAUT NIVEAU DES ONDULEURS - Durée : 0.5 Jour

  • Les principes de command des machines synchrone et asynchrone par la méthode des flux orienté.
  • Différents modes de commande de MLI : sinusoïdale, commande vectorielle.
  • Optimisation de la commande : choix des fréquences de découpage, réduction des harmoniques de courant, réduction des pertes par commutation et par conduction des transistors. Cas pratiques.
  • Modélisation et simulation des commandes haut niveau appliquées à la régulation en couple d’une machine synchrone.

• MODÉLISATION DE LA CHARGE D’UN ONDULEUR - Durée : 1 Jour

  • Approche systémique du dimensionnement d’un onduleur. Prise en compte des contraintes batteries, des machine électriques et de leur commande dans la définition technique de l’onduleur et le dimensionnement de ce dernier. Traduction et déclinaison du Cahier Des Charges du GMP sur les périmètres batterie, machines électriques et onduleur. Modélisation des différents types de charge d’un onduleur : modélisation d’une machine synchrone, d’une machine asynchrone, machines synchro-réluctanctes ou à pôles saillants. Calibration des modèles sur la base de la déclinaison du CDC performance du GMP. Exploitation des modèles pour dimensionner les points de Puissance maximum, Couple maximum et vitesse maximum qui sont les points enveloppe du dimensionnement du GMP.
  • Conception des modèles de charge sous scilab, analyse des modèles et déclinaison sur le périmètre de l’onduleur.
  • Intégration des modèles de charge des différentes machines dans un environnement de modélisation de l’électronique de puissance LTspice. Analyse des points de dimensionnement de l’onduleur, déclinaison sur le dimensionnement des composants de puissance, déclinaison pour conception du filtre d’entrée de l’onduleur.

• COMMANDE DES ENTRAINEMENTS ÉLECTRIQUES - Durée : 1 Jour

  • Approche synthétique et universelle permettant de synthétiser la commande des principaux entrainements électriques (machines synchrones et asynchrones). Contrôle du couple. Contrôles des courants. Utilisation des équations de Park dans la commande. Pilotage du fondamental de tension de l’onduleur en amplitude, tension et fréquence afin de contrôler le couple de l’entrainement électrique. Synthèse des régulateurs PI des commandes model based des machines électriques. Commandes bipolaires et unipolaire des onduleurs. Commande vectorielle, SPWM, Flat Top Bottom. Choix des fréquences de découpage. Optimisation énergétique de la commande des entrainements électriques. Techniques sélectives d’élimination des harmoniques. Contrôle du contenu harmonique des tensions et des courants. Impact sur le comportement énergétique de l’entrainement électrique et aspects NVH.
  • Intégration d’une commande avec son modèle associé dans un environnement de simulation LTspice. Analyse du contenu harmonique des courants et des tensions.