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Article de référence | Réf : D3071 v1

Mise en œuvre de l’approche PEEC
Modélisation PEEC des connexions dans les convertisseurs de puissance

Auteur(s) : James ROUDET, Édith CLAVEL, Jean-Michel GUICHON, Jean-Luc SCHANEN

Date de publication : 10 mai 2004

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RÉSUMÉ

Dans tous les domaines, la modélisation devient incontournable pour simuler l'évolution de grandeurs et pour limiter le nombre de prototypes en phase de conception. Cet article s'intéresse plus particulièrement à la modélisation des connexions électriques en électronique de puissance. La méthode PEEC est expliquée pour la prise en compte des phénomènes liés aux connexions électriques dans les convertisseurs statiques.

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Auteur(s)

  • James ROUDET : Professeur à l’Université Joseph Fourier (UJF) de Grenoble

  • Édith CLAVEL : Maître de conférences à l’Institut Universitaire de Technologie 1 de Grenoble

  • Jean-Michel GUICHON : Maître de conférences à l’Institut Universitaire de Technologie 1 de Grenoble

  • Jean-Luc SCHANEN : Professeur à l’École Nationale Supérieure d’Ingénieurs Électriciens de Grenoble

INTRODUCTION

Actuellement, il est essentiel en électronique de puissance, comme dans un grand nombre de disciplines techniques proches des sciences de l’ingénieur, d’être capable de simuler et de prédire le comportement d’un dispositif. Cette simulation aura essentiellement deux objectifs :

  • étudier l’évolution de grandeurs difficilement mesurables sur un prototype. Par exemple, étudier l’équilibrage de courant circulant dans des condensateurs servant de filtre lorsqu’ils sont connectés sur un busbarre  ;

  • concevoir des dispositifs en recourant à un minimum de prototypes.

Cet article s’intéresse plus particulièrement à la modélisation des connexions électriques dans leur environnement. Ces connexions ont pour fonction de relier les différents éléments constituant une structure d’électronique de puissance. Les phénomènes importants à modéliser en électronique de puissance sont au nombre de quatre :

  • les surtensions engendrées par une variation rapide du courant ;

  • les valeurs des variations des fronts de tensions et de courants lors des commutations. Cette connaissance est primordiale afin de prédire le comportement électromagnétique du dispositif pour toute étude concernant la compatibilité électromagnétique (CEM) ;

  • la répartition de courants entre éléments ;

  • l’interaction entre la commande et la puissance.

Les modèles présentés dans cet article ont pour finalité la prise en compte des phénomènes liés aux connexions électriques dans les convertisseurs statiques. Ces connexions possèdent une caractéristique particulière : elles ont une ou deux dimensions géométriques prépondérantes devant les autres (barres longues, plaques fines ou busbarres).

L’application de la méthode PEEC au câblage d’un onduleur triphasé fait l’objet de l’article suivant Application de la méthode PEEC au câblage d’un onduleur triphasé.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d3071


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2. Mise en œuvre de l’approche PEEC

Une discrétisation des conducteurs permet de résoudre plusieurs problèmes présentés dans le paragraphe 1.5 . Ce paragraphe présente ces différentes techniques de discrétisation. Pour cela, deux types de maillages sont utilisés :

  • le maillage appelé 1D, qui nécessite la connaissance de la direction privilégiée d’écoulement du courant. Cette dernière doit être parallèle à la génératrice...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ROUDET (J.), SCHANEN (J.L.), CLAVEL (E.) -   Importance des interconnexions en électronique de puissance. Modélisation expérimentale  -  . Revue Internationale de Génie Électrique, vol. 2, no 1/1999, pp 55-82.

  • (2) - JEANNIN (P.O.), SCHANEN (J.L.), ROUDET (J.) -   Mise en parallèle de composants à grille isolée : Analyse des contraintes dynamiques, règles de câblage  -  . Revue Internationale de Génie Électrique, vol. 3, no 4/2000, pp 541-572.

  • (3) - CLAVEL (E.), SCHANEN (J.L.), ROUDET (J.), FONTANET (A.) -   Influence of cabling geometry on paralleled diodes in a high power rectifier  -  . IEEE IAS’96, oct. 96, San Diego, California.

  • (4) - TEULINGS (W.), SCHANEN (J.L.), ROUDET (J.) -   Mosfet switching behaviour under influence of PCB stray inductance  -  . IEEE IAS’96, oct. 96, San Diego, California.

  • (5) - AKHBARI (M.), PIETTE (N.), SCHANEN (J.L.) -   Optimization of IGBT gate circuit layout to supress power drive interaction in power modules  -  . IEEE IAS’98, oct. 1998, St Louis, Missouri.

  • ...

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