Université de Pau et des Pays de l`Adour - TEL (Thèses-en

Adresse du laboratoire :
Laboratoire de Génie Electrique
Université de Pau et des Pays de l’Adour
Technopôle Hélioparc Pau-Pyrénées
2, avenue P. Angot
64053 PAU Cedex 9
RESUME : Le travail présenté dans cette thèse constitue une contribution au développement de
dispositifs entrant dans le cadre de la génération de fortes puissances électriques pulsées.
Le chapitre 1 est consacré à l’étude de thyristors haute tension fonctionnant en transitoires
rapides. Les performances de différents types de thyristors sont analysées. Un certain nombre de
commutateurs que nous avons réalisés sont présentés ainsi qu’une application relative à un
électrofiltre fonctionnant sous alimentation pulsée.
Le chapitre 2 analyse le fonctionnement de deux dispositifs amplificateurs de tension : le
générateur de Marx et le transformateur d’impulsions.
Concernant les générateurs de Marx, on analyse le rôle des éléments parasites qui contribuent
à leur bon fonctionnement dans une structure classique utilisant des commutateurs à gaz et l’on
propose une modification de cette structure initiale afin d’en améliorer leur déclenchement. Cette
étude débouche sur les réalisations de générateurs de Marx à éclateurs à air et de générateurs de
Marx à thyristors.
Un transformateur d’impulsions haute tension est développé afin de résoudre un problème de
reproductibilité de signaux ULB.
Enfin, le chapitre 3 présente notre contribution à l’étude du générateur d’onde foudre SUPER
DICOM, réalisé par THALES pour le Centre d’Essais Aéronautique de Toulouse (C.E.A.T.).
Différents moyens de déclenchement des éclateurs de ce générateur sont testés et comparés. Pour
terminer, une étude comparative portant sur les performances des éclateurs à air représentatifs de
ceux utilisés pour ce générateur a été menée, sous tensions continue et impulsionnelle et pour
deux matériaux : le laiton et le graphite.
TITLE :
Contribution to the study and the realization of high voltage pulsed switches and
generators
SUMMARY : The work presented in this thesis constitutes a contribution to the development of
devices entering within the framework of the generation of strong pulsed electric powers.
Chapter 1 is devoted to the study of high voltage thyristors functioning in fast transients. The
performances of various types of thyristors are analyzed. A certain number of switches which we
produced are presented as well as an application relative to an electrostatic precipitator
functioning under pulsed power supply.
Chapter 2 analyzes the operation of two amplifying voltage devices : the Marx generator and
the pulse transformer.
Concerning the Marx generators, one analyzes the role of the parasitic elements which
contribute to their using correct operation in a traditional structure of the switches with gas and
one proposes a modification of this initial structure in order to improve their release of it. This
study leads to the achievements of Marx generators with air spark-gaps and Marx generators with
thyristors.
A high voltage pulse transformer is developed in order to solve a problem of reproducibility
of signals ULB.
Finally, chapter 3 presents our contribution to the study of the lightning generator SUPER
DICOM, carried out by THALES for the Aeronautical Center of Tests of Toulouse (C.E.A.T.).
Various means of release of the spark-gaps of this generator are tested and compared. To finish, a
comparative study relating to the performances of the air spark-gaps representative of those used
for this generator was undertaken, under voltages continuous and pulsed and for two materials :
brass and graphite.
MOTS CLES :
Commutateur/générateur impulsionnel, haute tension, transformateur
d’impulsions, semiconducteur, ferrite, simulation, puissances électriques
pulsées, décharge électrique
KEYWORDS :
Pulsed switch/generator, high voltage, pulse transformer, semiconductor,
ferrite, simulation, pulsed electric power, electric discharge