T. LEQUEU, "Cours d'Electronique De Puissance - 2002/2003 - Module EEP 24", IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, janvier 2003.

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Fiche : [DIV351]

Titre : T. LEQUEU, Cours d'Electronique De Puissance - 2002/2003 - Module EEP 24, IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, janvier 2003.

Cité dans :[99DIV083] Liste des travaux écrits de Thierry LEQUEU, novembre 2019.
Cité dans : [DIV350]  T. LEQUEU, Cours d'Electronique De Puissance - 2002/2003 - Module EEP 21, IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, novembre 2002.
Cité dans : [DIV240]  T. LEQUEU, Cours d'Electronique De Puissance - 2001/2002, IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, juin 2001.

Auteur : Thierry LEQUEU

Info :
- Cours d'Electronique de Puissance
- Institut Universitaire de Technologie
- Génie Electrique et Informatique Industrielle
- Cours de 2ième année - option Electrotechnique et Electronique de Puissance
- Année scolaire 2002/2003
- UE2 : Génie Electrique - Module EEP 24 : Electronique de puissance et actionneurs
Date : janvier 2003

Vers : Chapitre 1 - Calculs des inductances et des transformateurs
Vers : Chapitre 2 - Les hacheurs en conduction discontinue
Vers : Chapitre 3 - Filtrage dans les hacheurs
Vers : Chapitre 4 - Normes et réduction des harmoniques

Chapitre 1 - Calculs des inductances et des transformateurs

1.1 Notes sur le calcul théorique d'une inductance 5
1.1.1 Présentation 5
1.1.2 Grandeurs magnétiques 5
1.1.3 Grandeurs électriques 5
1.1.4 Exemple 6
1.1.5 Surface bobinable et coefficient de bobinage 7
1.1.6 Effet de peau 7
1.1.7 Pertes joules dans le cuivre 8
1.1.8 Facteur de forme du courant dans l'inductance 9
1.1.9 Facteur de forme du courant dans l'alimentation FLYBACK 9
1.1.9.1 Calcul de I1eff 10
1.1.9.2 Calcul de I2eff 10
1.1.10 Energie maximale stockée 11
1.2 Relations conduisant au dimensionnement de l'inductance 12
1.2.1 Circuit magnétique (circuit " fer ") 12
1.2.2 Enroulements (circuit " cuivre ") 12
1.2.3 Le produit 12
1.2.4 Nombre de spires et entrefer 12
1.3 Notes sur le calcul théorique d'un transformateur 13
1.3.1 Principe du dimensionnement 13
1.3.2 Circuit magnétique (circuit " fer ") 13
1.3.3 Enroulements (circuit " cuivre ") 14
1.3.4 Relation entre dimensions et puissance 15
1.4 Relations conduisant au dimensionnement du transformateur 16
1.4.1 Produit 16
1.4.2 Nombres de spires 16
1.4.3 Quelques critères de dimensionnement 16
1.5 Caractéristiques des fils de cuivre 17
1.6 Bibliographie 19

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] :  [PAP122]  [D3167], Convertisseurs de type forward - Dimensionnement du transformateur et de l'inductance de lissage, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, juin 1994.
  [3] : [SHEET001] [E2130], Transformateurs et inductances, F. BEAUCLAIR, J.-P. DELVINQUIER, J.-P. GROS, Techniques de l'Ingénieur, février 1998, 26 pages.
  [4] :  [DIV143]  T. LEQUEU, Informations diverses sur les ferrites et les circuits magnétiques, septembre 2001.
  [5] : [99DIV120] T. LEQUEU, Annexe 03 - Calculs des inductances et des transformateurs, cours d'Electronique de Puissance, décembre 2002.

Chapitre 2 - Les hacheurs en conduction discontinue

2.1 Le hacheur série de type BUCK 25
2.1.1 Rappel 25
2.1.2 Fonctionnement en régime de conduction continu 25
2.1.3 Fonctionnement en conduction discontinue 26
2.1.3.1 Définition - Formes d'ondes 26
2.1.3.2 Expression du courant dans l'inductance 26
2.1.3.3 Relation entre a et a' 26
2.1.3.4 Valeur moyenne du courant de sortie 27
2.1.3.5 Expression de la tension de sortie 27
2.1.4 Caractéristique de sortie 27
2.2 Le hacheur parallèle de type BOOST 29
2.2.1 Rappel 29
2.2.2 Fonctionnement en régime de conduction continu 29
2.2.3 Fonctionnement en conduction discontinue 30
2.2.3.1 Définition - Formes d'ondes 30
2.2.3.2 Expression du courant dans l'inductance 30
2.2.3.3 Relation entre a et a' 30
2.2.3.4 Valeur moyenne du courant de sortie 30
2.2.3.5 Expression de la tension de sortie 31
2.2.4 Caractéristique de sortie 31
2.3 Le hacheur inverseur de type BUCK-BOOST 33
2.3.1 Rappel 33
2.3.2 Fonctionnement en régime de conduction continu 33
2.3.3 Fonctionnement en conduction discontinue 34
2.3.3.1 Définition - Formes d'ondes 34
2.3.3.2 Expression du courant dans l'inductance 34
2.3.3.3 Relation entre a et a' 34
2.3.3.4 Valeur moyenne du courant de sortie 34
2.3.3.5 Expression de la tension de sortie 35
2.3.4 Caractéristique de sortie 35
2.4 Alimentation asymétrique de type FLYBACK 37
2.4.1 Principe 37
2.4.2 Formes d'ondes - Ondulations 37
2.4.3 Fonctionnement en mode auto-oscillant 38
2.5 Bibliographie 40

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [3] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [4] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.

Chapitre 3 - Filtrage dans les hacheurs

3.1 Etude du filtre d'entrée du hacheur série 3
3.1.1 Introduction 3
3.1.2 Harmoniques du courant ie(t) 3
3.1.2.1 Domaine de définition 3
3.1.2.2 Calcul des coefficients 3
3.1.2.3 Remarque 4
3.1.2.4 Exemple pour a = 0.4 4
3.1.3 Evolution des harmoniques en fonction du rapport cyclique 4
3.1.4 Fonction de transfert du filtre d'entrée 6
3.2 Bibliographie 7

  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [3] : [99DIV032] T. LEQUEU, Annexe 06 - Décomposition en série de Fourier, cours d'Electronique de Puissance, septembre 2000, 44 pages.
  [4] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [5] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.

Chapitre 4 - Normes et réduction des harmoniques

4.1 Alimentations à absorption sinusoïdale 45
4.2 Le réseau de distribution électrique EDF 46
4.2.1 Le cahier des charges du distributeur d'électricité 46
4.2.2 La fréquence 46
4.2.3 L'amplitude 46
4.2.4 Les variations de l'amplitude 47
4.2.5 Le facteur de puissance : coût de transport de l'électricité 47
4.2.6 Le scintillement ou flicker 47
4.2.7 Les coupures de tensions 47
4.2.8 Les surtensions temporaires 48
4.2.9 L'équilibrage du système triphasé 48
4.2.10 Les harmoniques de tension 48
4.3 Les sources de pollutions 49
4.3.1 Domaine domestique 49
4.3.2 Domaine industriel tertiaire et télécommunications 50
4.3.3 Domaine industriel 50
4.3.4 Conclusion sur les sources de pollution et les normes. 51
4.4 Réduction des perturbations 51
4.4.1 L'interaction du client connecté sur le réseau E.D.F. 51
4.5 La norme EN 61000-3-2 53
4.6 Un exemple de pollueur : le redresseur à filtrage capacitif 55
4.6.1 Définitions 55
4.6.2 Le redressement classique 55
4.6.3 Fonctionnement en conduction continue: L de valeur élevée 56
4.6.4 Fonctionnement en conduction discontinue: L de valeur faible 56
4.7 Topologie de convertisseur à absorption sinusoïdale 58
4.7.1 Les structures à deux étages 58
4.7.2 Les structures mono–étage 58
4.7.3 Particularité de dimensionnement 59
4.8 Exemple du hacheur parallèle 59
4.9 Modes de commandes 62
4.9.1 Présentation 62
4.9.2 Fonctionnement en conduction continue 62
4.9.3 Fonctionnement en conduction discontinue 63
4.10 Exemple de l'alimentation FLYBACK 64
4.10.1 Présentation 64
4.10.2 Analyse en conduction continue 64
4.10.3 Analyse en conduction continue 65
4.11 Références bibliographiques 67
4.11.1 Qualité de la tension 67

  [1] :  [ART110]  J.L. JAVERZAC, L'électricité et ses imperfections, R.G.E., n° 4, avril 1995.
  [2] : [THESE001] R. THOM, Contribution à l'étude des perturbations sur les réseaux électriques, 1987.
  [3] :  [ART109]  CENELEC, EN 50 160, CLC/BTTF 68-6, Caractéristiques de la tension fournie par les réseaux publics de distribution, avril 1994.
  [4] :  [ART114]  M. CHANAS, 1 - Perturbations de tension affectant le fonctionnement des réseaux : fluctuations brusques, flicker, déséquilibres et harmoniques, RGE, Tome 87, No 12, Décembre 1978, pp. 925-943.
  [5] :  [ART108]  J. LETZELER, M. LE BITOUX, D. SADARNAC, Caractérisation des courants harmoniques émis par les industries françaises, Conférence P.R.C.R.'95, NANTES.
  [6] : [99DIV038] T. LEQUEU, Annexe 10 - Qualité de la tension secteur, juillet 19910.
  [7] : [99DIV031] T. LEQUEU, Annexe 09 - La norme EN 61000-3-2, cours d'Electronique de Puissance, février 2001, 4 pages.

4.11.2 Redresseur à filtrage capacitif 67

  [1] : [99DIV030] T. LEQUEU, Annexe 07 - Redressement monophasé et triphasé sur charge RL et CR, cours d'Electronique de Puissance, janvier 2005.
  [2] : [99ART035] J.-C. GUIGNARD, Les harmoniques : application des normes de CEM associées, REE N° 5, mai 1999, pp 37-43.
  [3] : [99ART053] J.-C. GUIGNARD, Alimentation des ordinateurs, séminaire : Qualité de l'alimentation électrique, 1er septembre 1994, E.S.E.O. Angers.
  [4] : [LIVRE026] G. SEGUIER, Volume 1 :  La conversion alternatif-continu, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
  [6] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [7] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
  [8] : [99ART039] A.W. KELLEY, W.F. YADUSKY, Rectifier design for minimum line current harmonics and maximum power factor, proceeding of APEC'89, march 1989, pp 13-22.
  [9] :  [PAP072]  A.S. KISLOVSKI, Low-cost, low-power, Buck-based input stages meeting the IEC 1000-3-2 Line-current-harmonics limits, proceeding of EPE'97, Trondheim, Vol. 1, pp. 1.336-1.341.
 [10] : [99ART030] M.M. JOVANOVIC, D.E. CROW, Merits and limitations of full-bridge rectifier with LC filter in meeting IEC 1000-3-2 harmonic-limit specifications, proceeding of APEC'96, vol. 1, pp 354-360.

4.11.3 Prélèvement sinusoïdal 67

  [1] :  [DATA193] Recherche sur les PFC, Power Factor Controller, novembre 2004.
  [2] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [3] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [4] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [5] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [6] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.
  [7] : [SHEET452] M. BRUNELLO, J.C. CRERIER, J.P. FERRIEUX, Etat de l'art des redresseurs de courant commandés non isolés, revue 3EI, no. 18, septembre 199, pp. 66-81.
  [8] : [99ART179] P. TOUSSAINT, Flyback en démagnétisation complète - Application à l'absorption sinusoïdale d'un courant, revue 3E.I., N°4, décembre 1995, pp. 12-18.

Mise à jour le lundi 10 avril 2023 à 18 h 51 - E-mail : thierry.lequeu@gmail.com
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