Article

1 - CONTEXTE DE LA PROBLÉMATIQUE

2 - LES APPROCHES DE SOLUTIONS PAR DOMAINES D’APPLICATIONS ET DE CRITICITÉ

  • 2.1 - Applications peu critiques
  • 2.2 - Applications moyennement critiques
  • 2.3 - Applications hautement critiques

3 - INTRODUCTION AUX MODES DE DÉFAUT ET À LEUR GESTION SÉCURITAIRE

Article de référence | Réf : D3179 v1

Modes de défauts principaux et principes de sécurisation de l’onduleur de tension

Auteur(s) : Frédéric RICHARDEAU, Arnaud GAILLARD

Date de publication : 10 mai 2017

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RÉSUMÉ

L’électronique de puissance pénètre aujourd'hui des secteurs d'applications dits critiques : défense, médical, transports, énergie et finance. Ces domaines sont particulièrement exigeants en termes de sécurité électrique et de disponibilité applicative. La problématique de la sûreté de fonctionnement des convertisseurs de puissance apparaît donc comme une question centrale à examiner et à traiter dès la phase de conception. Par ailleurs, les composants électroniques de puissance demeurent clairement les éléments les plus fragiles d'une chaîne de conversion, qu'ils soient ou non à l'origine d'un dysfonctionnement. Cet article introduit la problématique puis aborde un volet essentiel sur les modes de défaut internes et des solutions de sécurisation pour un onduleur de tension.

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ABSTRACT

Main Failure Modes and Safety Principles of Voltage Source Inverters

Today power electronics holds a key place in ensuring the energy efficiency of critical electrical systems in defense, healthcare, transport, energy and finance, where electrical safety and continuity of service are vitally important. The overall reliability of power electronic converters is a major issue that has to be addressed right from the design stage. Power semi-conductors are clearly the weakest devices in the chain, whether or not they cause a failure. Power electronics designers are the leading experts developing the necessary approach to overall reliability for power converters. After a general introduction, this article presents the classical failure modes and the main solutions that provide safety capabilities.

Auteur(s)

  • Frédéric RICHARDEAU : Directeur de recherche au CNRS - Laboratoire LAPLACE, Unité mixte de recherche INP Toulouse - Groupe Convertisseurs Statiques. Chargé de cours à l’ENSEEIHT, Département GEA - Université Paul Sabatier – CNRS, Toulouse, France

  • Arnaud GAILLARD : Maître de conférences - Institut FEMTO-ST, Unité mixte de recherche Université Bourgogne Franche-Comté (UBFC) – CNRS, Département Énergie - Université Bourgogne Franche-Comté, UTBM, Belfort, France

INTRODUCTION

Cet article constitue la première partie d’une introduction à la sûreté de fonctionnement de l’onduleur de tension. Les auteurs s’attachent à présenter les modes de défauts principaux et les principes de sécurisation. Le second article [D3180] porte sur les principales structures de redondance et les principes de reconfiguration. Les deux articles ont été rédigés de manière à former un ensemble introductif cohérent ; néanmoins sur la forme, ceux-ci peuvent être abordés de manière indépendante selon les besoins du lecteur.

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KEYWORDS

voltage source inverter   |   failure mode   |   power semi-conductors   |   global reliability   |   critical failure

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d3179


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HAHN (B.), DURSTEWITZ (M.), ROHRIG (K.) -   Reliability of wind turbines – Experience of 15 years with 1 500 WTs,  -  Wind Energy : Proceedings of the Euromech Colloquium, pp. 329-332, Springer-Verlag, Berlin (2016). https://www.researchgate.net/publication/46383070_Reliability_of_wind_turbines_Experiences_of_15_years_with_1500_WTs.

  • (2) - WANG (H.), MA (K.), BLAABJERG (F.) -   Design for reliability of power electronic systems,  -  in IECON 2012 – 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, vol., no., pp. 33-44, 25-28 Oct. 2012. doi : 10.1109/IECON.2012.6388833.

  • (3) - THORSEN (O.V.), DALVA (M.) -   A Survey of the Reliability with an Analysis of Faults on Variable Frequency Drives in the Industry ;  -  European Conference on Power Electronics and Applications, Sevilla, pp. 1.033-1.038 (1995).

  • (4) - HANNA (R.A.), PRABHU (S.) -   Medium-voltage adjustable-speed drives-users’ and manufacturers’ experiences,  -  Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. 33, no. 6, pp. 1407,1415, Nov/Dec 1997 doi : 10.1109/28.649949.

  • ...

1 Sites Internet

Documentation sur les Pyroswitch / PSS – Safety Switch and Closing Switch

http://www.pyroswitch.com/

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2 Normes et standards

ISO 26-262 - 2011 - Road vehicles – Functional safety

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