Antoine SABRIE a soutenu sa thèse le 06/06/2024.
Lieu : IFPEN, Amphithéâtre Séquoia,1 à 4 Avenue de Bois Préau (Rueil-Malmaison)
Jury :
Rapporteurs :
M Eric LABOURÉ, Professeur des Universités, laboratoire GeePs
M. Guillaume GATEAU, Professeur des universités, laboratoire Laplace
Examinateurs :
M. Serge PIERFEDERICI, Professeur des universités, laboratoire LEMTA
Encadrement :
Mme. Xuefang LIN-SHI, Professeure des universités, INSA Lyon, Ampère, Directrice de thèse
M. Jean-Yves GAUTHIER, Maître de conférences HDR, INSA Lyon, Ampère, Co-Directeur de thèse
M. Alexandre BATTISTON, Docteur, IFPEN, Co-Encadrant
Résumé :
Dans le cadre de la traction électrique pour les véhicules routiers, il est indispensable de recourir à des onduleurs dont le rôle est de convertir l’énergie électrique entre une source de stockage continue de type batterie et une machine électrique à courant alternatif triphasé. Il apparaît inévitablement une limitation de la tension avec laquelle un onduleur est capable d’alimenter une machine électrique. Pour analyser cette limitation, nous avons proposé une modélisation fine des chutes de tension de l’onduleur afin de permettre une estimation analytique rapide et fidèle. Les résultats expérimentaux valident le modèle proposé dans la quasi-totalité des points de fonctionnement atteignables. Une solution utilisée industriellement pour pallier cette limitation de l’onduleur est d’ajouter un convertisseur DC - DC élévateur. L’inconvénient de cette solution est qu’elle introduit un deuxième étage de conversion pouvant impacter le rendement global et la fiabilité de la chaîne de traction. Ces dernières années, des architectures d’onduleur élévateur en un étage de conversion ont été proposées dans la littérature. L’une de ces architectures, l’onduleur à Split Source (SSI), est apparue récemment et présente des avantages
compétitifs par rapport à ses homologues. Néanmoins, nous avons montré que ce convertisseur était incompatible avec la traction électrique due principalement au manque de réversibilité et à une perte de degré de liberté pour le pilotage de la charge. Par la suite, nous avons proposé, analysé et modélisé une nouvelle architecture triphasée et réversible basée sur le convertisseur SSI, appelée B-ASSI, qui est compatible avec l’application visée. Une modulation pour son pilotage, ainsi qu’une stratégie de contrôle de sa tension de bus ont été développées. Enfin, le B-ASSI a été construit et testé expérimentalement pour une preuve de concept de quelques 𝑘𝑊. La possibilité d’introduire une fonctionnalité d’abaissement de la tension d’alimentation au sein B-ASSI a également été étudiée, simulée et validée expérimentalement.
Mots-clés :
Électronique de puissance, Onduleur élévateurs en un étage de conversion, Onduleurs de traction, Onduleurs
multifonctionnels, Onduleurs à Split Source