Présentation

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

Contexte de la problématique
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

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

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.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

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.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

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


Cet article fait partie de l’offre

Conversion de l'énergie électrique

(275 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

1. Contexte de la problématique

En moins d’une trentaine d’années, l’électronique de puissance moderne s’est imposée comme une technologie clé incontournable pour optimiser le rendement et le contrôle des systèmes dédiés à la conversion et au traitement de l’énergie électrique. Ces dix dernières années auront été marquées par de nombreuses évolutions, tant conceptuelles que technologiques. C’est en particulier sur les topologies de conversion (maturité des convertisseurs multiniveaux au sens large du terme), sur les performances intrinsèques des matériaux et des éléments constitutifs (semi-conducteurs à grand gap et éléments de filtrage haute fréquence, circuits de contrôle rapprochés analogiques et numériques rapides) ainsi que sur les technologies d’intégration et les procédés de fabrication collective réduisant les coûts, que les avancées ont été les plus nettes. Ces progrès récents permettent aujourd’hui un assemblage plus compact, une adaptabilité du contrôle, des fonctionnalités nouvelles de diagnostic local ou déporté et surtout un rendement énergétique remarquablement amélioré sur la plupart des cahiers des charges.

En synergie avec ces évolutions, les secteurs d’activités dits critiques au sens d’une haute sécurité requise sur les biens et les personnes et au sens de la continuité du service à assurer (défense, médical, transports, énergie, finance) font l’objet d’une mutation vers des technologies « plus électrique » voire « tout électrique ». Cette tendance se justifie aujourd’hui pour des raisons évidentes d’intégration, de maintenabilité et de rendement. L’électronique de puissance est donc amenée à se diffuser plus fortement au sein d’applications « sensibles » et à devoir remplir au premier plan, en plus d’un niveau de performance élevé, des fonctionnalités essentielles de conversion de puissance et non plus seulement cantonnée à des organes auxiliaires ou de secours secondaire. Pour être réussie, cette rupture technologique doit s’opérer avec un niveau de fiabilité global au moins égal à celui des technologies antérieures ou concurrentes majoritairement mécaniques, hydrauliques et pneumatiques. Si ces technologies traditionnelles sont connues et éprouvées pour leur grande robustesse, il n’en n’est...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Conversion de l'énergie électrique

(275 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Contexte de la problématique
Sommaire
Sommaire

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/

HAUT DE PAGE

2 Normes et standards

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

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Conversion de l'énergie électrique

(275 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS