L`Electronique de Puissance

L'Electronique de Puissance:
La Gestion de l'Energie
Vermogenselektronica:
Het Beheer van de Energie
Sommaire
Nouvelles
• Vooraanstaand transformator en fabrikant Pauwels lanceerde vernieuwde,
compacte SLIM®-Transformator op Hannover Messe
• European Conference on Integration of renewable energy sources and
distributed generation in European energy sectors
• Colloque "Foudre 2001" Compte-rendu, le Prof. Christian Bouquegneau,
président de la Conférence
• Journées d'études de la SRBE
Electronique de Puissance
• Power Electronics, a technology for a better use of electrical energy
Ecrit par Brigitte Sneyers, Secretary General of EPE Association
• L'Electronique de puissance, Qu'est-ce?
Ecrit par Pierre Aloïsi, Professeur, France
Applications
• L'alimentation à découpage: principes et applications
Ecrit par Frédéric Robert et Pierre Mathys, Université Libre de Bruxelles;
Bruno Velaerts, Cherokee Europe
• Electronique de puissance en transport ferroviaire
Ecrit par Jean-Marie Bodson, Alstom Belgium
• Elektronische ballasten voor fluorescentielampen verhogen het confort en
doen de elektriciteitsrekening dalen
Ecrit par Herbert Lismont, Philips Lighting
Devices
•
IGCT technologie - een reuzenstap voor hoogvermogen omvormers
Ecrit par Horst Grüning, ABB Industrie AG, Switzerland
Prospective views
• Present and Future Electronic energy Processing Technology
Ecrit par J. D. van Wyk, CPES, USA
La Société
• Compte-rendu de l'assemblé générale statutaire du jeudi 29 mars
Electronique de Puissance
L'Electronique de puissance, Qu'est-ce?
Ecrit par Pierre Aloïsi, Professeur, France
Résumé
L’électronique en général est assez connue par ses multiples applications dans notre vie
de tous les jours: télévision, radio, téléphone, ordinateurs, etc. Celle-ci traite en général
des signaux de bas niveau énergétique. Dans la chaîne de traitement du signal, il arrive un
moment où il faut agir sur un phénomène physique: commander un moteur, allumer un
écran, actionner un haut-parleur, chauffer, alimenter des électrodes dans un bain
chimique, etc. Les circuits de l’électronique vont devoir à cet instant gérer de l’énergie en
plus du signal ce qui va plonger cette discipline dans des lois physiques jusque-là
éloignées du sujet. La thermodynamique va nous rappeler que cette énergie se transforme
facilement en chaleur, qu’il faudra évacuer. Les lois de Lenz ou de Faraday vont
rapidement nous apprendre, à nos dépens, que l’on ne viole pas impunément les lois du
stockage de l’énergie et de l’inertie et qu’elle se rebiffe violemment. Malgré tout cela
l’électronique de puissance a pris une place importante dans toute technique, grâce à ses
multiples possibilités, à sa versatilité et à la fiabilité qu’elle apporte dans tout système.
Applications
L'alimentation à découpage: principes et applications
Ecrit par Frédéric Robert et Pierre Mathys, Université Libre de Bruxelles; Bruno
Velaerts, Cherokee Europe
Résumé
Les alimentations à découpage sont incluses dans la plupart des appareils électroniques,
quel que soit leur domaine d’application (industriel, spatial, militaire, médical, grand
public). La gamme des puissances va de quelques W à quelques kW. L’utilisation de
transistors à découpage fonctionnant à des fréquences de plusieurs dizaines à plusieurs
centaines de kHz a permis de réduire de manière drastique le volume des alimentations,
tout en obtenant des rendements de l’ordre de 75 à 95%. Les progrès technologiques dans
les semi-conducteurs de puissance (transistors, diodes) et les composants passifs
(condensateurs, inductances, transformateurs) sont considérables, aussi bien en réduction
de taille qu’en augmentation des performances. L’électronique numérique et les circuits
intégrés spécialisés sont de plus en plus présents dans les fonctions d’interface et de
régulation. Les principaux problèmes de conception portent sur la réduction des pertes
(pour maintenir un rendement acceptable à des fréquences de plus en plus élevées), le
refroidissement (rendu de plus en plus difficile par l’augmentation de la densité de
puissance), la compatibilité électromagnétique (liée à des di/dt et des dv/dt très élevés) et
la sécurité (notamment assurer l’isolation galvanique en toute circonstance). Les outils de
conception assistée mécanique, électrique, électromagnétique et thermique s’avèrent de
plus en plus performants et de plus en plus nécessaires à l’optimisation des solutions. La
conception et la fabrication de telles alimentations est devenue aujourd’hui une spécialité
industrielle à part entière, qui tend à la fourniture de solutions globalisées et de systèmes
d’énergie complets (batteries, alimentations, supervision, distribution).
Electronique de puissance en transport ferroviaire
Ecrit par Jean-Marie Bodson, Alstom Belgium
Résumé
L'électronique de puissance s’est rapidement implantée dans tous les entraînements à
vitesse variable. La traction ferroviaire est probablement un des domaines qui a le mieux
profité des innovations successives de cette discipline comme en témoignent les
améliorations rapides des performances des trains et du confort des passagers. Ce rapide
survol a pour but de souligner par quelques exemples de notre récente histoire l’influence
de cette discipline sur le choix de toute la chaîne de propulsion. Nous verrons également
comment les alimentations auxiliaires de bord ont pu bénéficier de ces nouvelles
technologies.
Elektronische ballasten voor fluorescentielampen verhogen het confort
en doen de elektriciteitsrekening dalen
Ecrit par Herbert Lismont, Philips Lighting
Résumé
Les lampes fluorescentes sont apparues aux environ des années 1930. Elles étaient aussi
appelées "lampes au néon".La première demande pour de telles lampes fut due au
rendement nettement supérieur à celui des lampes à incandescence. A l'époque, le "tube
TL" était aussi connu pour la lumière inconfortable qu'il produisait, cependant, il
consommait beaucoup moins d'énergie
Les lampes fluorescentes ont évolué dans de nombreux domaines: l'amélioration du
rendu des couleurs et l'augmentation de l'offre de couleurs de lumière (depuis le blanc
chaud jusqu'à la froide lumière du jour). Ces évolutions permettent à la lampe
fluorescente d'être utilisée dans de nombreuses applications: bureaux, haal des sports,
industrie, maisons particulières, éclairage des magasins,...
Au niveau de la forme et des dimensions, la gamme des lampes fluorescentes à été
fortement élargie. Après les lampes "TL" d'un diamètre de 38 mm, les années 70 ont vu
apparaître les lampes "TL"D d'un diamètre de 26 mm et dans les années 90 les lampes
"TL%" ont été proposées sur le marché. Le moteur de cette évolution étant la demande
du marché pour de systèmes d'éclairage miniaturisés.
La crise de l'énergie des années '70 a accéléré le développement d'une solution alternative
économe en énergie à la lampe à incandescence: dans les années '80 les lampes
fluorescentes compactes ou "lampes à économie d'énergie sont apparues sur le marché.
Devices
IGCT technologie - een reuzenstap voor hoogvermogen omvormers
Ecrit par Horst Grüning, ABB Industrie AG, Switzerland
Résumé
Dés le début, lorsqu’on a developpé les semiconducteurs de puissance , on ne
recherchait rien d’autre que le commutateur idéal .
En pratique finalement , que demandons-nous à un semiconducteur de puissance :?
D’avoir :
- de faibes pertes à l’état passant.
- de faibles pertes de commutation
- d’avoir la possibilité de commuter à haute fréquence avec un circuit de commande
simple.
Les applications basse-tension ont tiré profit de l'évolution qui conduit du transistor et du
transistor Darlington à l’IGBT. Par contre, les utilisateurs moyenne tension ont dû se
contenter du GTO.
Enfin, les IGBTs sont devenus disponibles à des puissances plus élevées. Pourront-ils
fournir les services attendus.
ABB Suisse à exploré un nouveau créneau de développement, dans le but d’exploiter les
avantages de l’IGBT pour les grosses puissances, en conservant autant que possible les
caractéristiques du GTO.
Ainsi, est apparu le GCT(Gate commutaded thyristor), évolution technologique du GTO,
tout d'abord avec un circuit de commande amélioré et une nouvelle connexion de "gate",
et ensuite, avec un nouveau boitier, une nouvelle technologie pour la pastille de silicium,
avec des diodes intégrées monolithiquement, et une commande intégrée hybride; un
circuit de puissance beaucoup plus simple ; et encore bien d'autres choses encore.
Le potentiel de ce nouveau composant est tellement large, que nous sommes convaincus
d’avoir trouvé le successeur du GTO.
Prospective views
Present and Future Electronic energy Processing Technology
Ecrit par J. D. van Wyk, CPES, USA
Résumé
Le développement des différents aspects de la technologie de la conversion électronique
de puissance est discutée. L'état actuel de l'art est passé en revue en portant l'attention sur
des problèmes généraux plutôt que sur des détails. Les éléments électroniques de
puissance, les composants, la mise sous boîtier et le refroidissement, de même que la
technologie des convertisseurs sont étudiés. Les tendances actuelles sont identifiées,
particulièrement celles en rapport avec l'intégration et la mise sous boîtier, le
refroidissement, la technologie de fabrication et son impact sur l'environnement, de
même que les aspects électromagnétiques. Les possibilités futures de la technologie des
convertisseurs électroniques de puissance est étudiée. Celles-ci trouvent leur origine dans
l'intégration électromagnétique et fonctionnelle, la mise sous boîtier, le refroidissement,
la technologie de fabrication et son impact sur l'environnement.