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Onduleurs de tension - Mise en œuvreArticle de référence | Réf : D3179 v1
Auteur(s) : Frédéric RICHARDEAU, Arnaud GAILLARD
Date de publication : 10 mai 2017
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L’onduleur est un convertisseur DC/AC assimilable à une source de tension, à faible impédance interne, qui s’accommode mal d’une situation de court-circuit, qu’il soit interne à la topologie ou externe au niveau de la charge ou de la source. Les figures 6 a, 6 b, 6 c et 6 d donnent les principales situations critiques de court-circuit. Dans l’analyse de la criticité des modes de défaut, il est cependant nécessaire de considérer le caractère, soit abaisseur de tension de l’onduleur (transfert DC → AC), soit élévateur de tension de l’onduleur en mode de réversibilité de puissance. Dans ce dernier cas, on parle de redresseur actif (transfert AC → DC).
3.1 Analyse globale à l’échelle de la source et de la charge
La figure 6 a représente le cas classique d’un court-circuit interne dans un onduleur. La très faible impédance interne de la source côté DC par rapport à la charge côté AC montre clairement que celui-ci est bien le mode le plus critique, surtout en haute tension. La figure 6 b montre le cas où le court-circuit est externe et localisé sur le côté AC. Un défaut en aval de l’inductance de filtrage pourra être géré de par le caractère dévolteur de l'onduleur permettant ainsi une limitation en courant par le biais du contrôle rapproché de l'onduleur. Cette opération nécessite toutefois que les bandes passantes du capteur et du contrôle soient adaptées au di/dt du défaut. En revanche, un défaut « franc » en amont de l’inductance est critique et peut amener à la destruction d'un transistor ou plus si aucune protection interne n'est prévue au niveau même des composants de puissance ou de leur driver. Dans le cas d'un redresseur actif, le caractère élévateur du convertisseur vient modifier les propriétés précédentes. La figure 6 c montre le premier cas d'un court-circuit externe, côté DC, dans le cas d'un redresseur actif. La propriété d'élévation de tension...
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CONVERSION DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
(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.
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Conditionnement des modules de puissance.
Fatigue des composants électroniques de puissance – Physique de défaillance.
Sûreté de fonctionnement des systèmes, Principes et définitions.
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Documentation sur les Pyroswitch / PSS – Safety Switch and Closing Switch
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