ELE355 ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE I Préalable(s) : ELE200

Session automne 2013 ELE355 – ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE I 1
Responsable(s)
du cours :
Kamal Al-Haddad
Crédits : 4
ELE355
ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE I
Préalable(s) : ELE200
PLAN DE COURS – SESSION AUTOMNE 2013
1. Coordonnées de l’enseignant
Groupe 01: Bachir Kedjar (cc-bachir.[email protected])
Groupe 02: Bachir Kedjar (cc-bachir.[email protected])
2. Descriptif officiel du cours
À la suite de ce cours, l’étudiant sera en mesure de : comprendre le fonctionnement des
sources, redresseurs et onduleurs utilisés pour alimenter les équipements électriques de
types résidentiels et industriels.
Caractéristiques des composants réactifs (condensateurs, inductances) et semi-conducteurs
de puissance (diodes, thyristors, Mosfet, Igbt, Gto). Étude des différents montages
redresseurs à diodes avec et sans isolation galvanique. Redresseurs réversibles et non
réversibles alimentés à partir du réseau monophasé et triphasé. Qualité de l’énergie
électrique. Circuits de protection des redresseurs. Étude des filtres de puissance.
Alimentations à moyenne et à haute fréquences : méthode d’étude et principe de
fonctionnement des alimentations à découpage. Applications industrielles. Hacheurs pour
les alimentations en télécommunication et les onduleurs pour les entraînements industriels
à vitesse variable. Normes de sécurité pour les appareils électroniques de puissance
branchés sur le réseau électrique.
Séances de laboratoire, de simulation et de travaux pratiques orientées vers l’analyse, le
calcul et la réalisation des montages redresseurs, hacheurs et onduleurs de puissance pour
différentes applications industrielles.
3. Objectifs spécifiques du cours À la fin du cours, l'étudiant(e) devra être capable de
choisir, de concevoir et d’analyser la topologie de convertisseur qu'il (elle) a choisi pour son
application.
4. Stratégies pédagogiques utilisées
− Un (1) cours magistral par semaine
− Une (1) heure par semaine de travaux pratiques
− Deux (2) heures par semaine de laboratoire
École de technologie supérieure
Département de génie électrique

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Notes : La présence aux laboratoires est obligatoire.
Les expérimentations doivent obligatoirement se faire lors des séances de
laboratoire; elles ne peuvent en aucun cas être reportées.
Travaux à remettre
− Une série de trois (3) devoirs
− Une série de cinq (5) rapports de laboratoire
− Les rapports sont effectués par groupe de deux (2) étudiant(e)s.

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5. Contenu du cours
Date
Contenus traités dans le cours
Heures
Outils de base pour aider à analyser les circuits électroniques de
puissance
− Introduction
− Quelques définitions
−
Quelques rappels sur les circuits électriques
3 heures
Généralités sur l'électronique de puissance
− Faits saillants dans l'histoire de l'électronique industrielle
− Conversion de l'énergie électrique par convertisseurs
statiques
− Divers types de convertisseurs
− Composants électroniques de puissance constituant les
convertisseurs statiques
− Interrupteurs non contrôlés (diodes)
− Interrupteurs commandés à la fermeture (thyristors)
− Interrupteurs commandés à la fermeture et à l'ouverture
(transistors et GTO)
− Autres composants semi-conducteurs
−
Caractéristiques générales d'utilisation
3 heures
Redresseurs
monophasés
à diodes
− Grandeurs caractérisant les montages redresseurs
− La diode
− Redresseur simple alternance
− Redresseur double alternance à point milieu
−
Redresseur double alternance en pont
3 heures
Redresseurs
monophasés
à thyristors
− Le thyristor
− Redresseur à simple alternance commandé
− Redresseur à double alternance à point milieu commandé
− Redresseur double alternance en pont commandé
−
Redresseur double alternance en pont mixte
6 heures
Redresseurs
monophasés
alimentant une charge avec force
contre-électromotrice
− Charge avec force contre-électromotrice
− Fonctionnement en mode redresseur
−
Fonctionnement en mode onduleur non autonome
3 heures
Redresseu
rs triphasés
− Redresseurs triphasés à diodes
− Redresseurs triphasés commandés
−
Applications industrielles
6
heures
Phénomène d'empiètement et protection des redresseurs
− Phénomène d'empiètement
− Calcul du radiateur
−
Protection des thyristors à l'aide d'un circuit Snubber (R-C)
3 heures

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Les hacheurs
− Hacheur abaisseur de tension (dévolteur)
− Hacheur élévateur
− Hacheur abaisseur-élévateur
− Calcul d'un filtre de sortie pour un hacheur abaisseur
− Calcul d’un filtre de sortie pour un hacheur élévateur
− Calcul d’un filtre de sortie pour un hacheur abaisseur-
élévateur
− Hacheurs réversibles
− Alimentation à découpage Flyback
− Application aux entraînements à vitesse variable, moteur à
courant continu, chargeurs de batteries
6 heures
Onduleurs monophasés et triphasés
− Onduleurs monophasés
− Onduleurs triphasés
− Réglage de la tension et de la puissance
− Applications industrielles, énergie solaire, machine à courant
alternatif
6 heures
Total
39
Note : Tous les cours sont d'une durée de 3 heures 30 minutes par semaine.

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6. Laboratoires ou travaux pratiques
Date
Description
Heures
Simulation des systèmes de puiss
ance
Initialisation à la simulation des composantes électroniques de
puissance. Modélisation des composantes réactives et de
puissance. Utilisation de la simulation numérique pour étudier
les circuits de puissance, initiation au SimPowerSystem
4
Le
s
redr
esseur
s
monophasé
s
à diodes
Étude des structures de base des redresseurs à diodes, montages
à simple et à double alternance, montage à transformateur à
point milieu et en pont. Calcul des valeurs moyennes et efficaces
pour la tension et le courant. Calcul de rendement et
comparaison des différentes structures.
4
Le
s
redresseur
s
monophasé
s
à thyristors
Montages à thyristors à simple et à double alternance à
transformateur à point milieu et en pont. Observation de l'effet
de l'angle de retard à l'amorçage sur les formes d'onde. Calcul
des valeurs moyennes et efficaces en fonction de l'angle de
retard à l'amorçage et comparaison des différentes structures.
4
Le redresseur monophasé à thyristors alimentant une charge
R.L.E.
Montage à thyristors en pont alimentant une charge RLE.
Fonctionnement en mode redresseur et en mode onduleur.
Observation des formes d'ondes pour conduction continue et
discontinue.
4
Le
s
redresseur
s
triphasé
s
Montage en pont triphasé à thyristors et mixte alimentant une
charge active (RLE) : formes d'ondes; empiètement, mesures des
grandeurs moyennes et contraintes; application à l'alimentation
d'une machine à courant continu à vitesse variable.
4
Les hacheurs
Hacheur à transistors fonctionnant en modulation de largeur
d'impulsion. Alimentation d'un moteur à courant continu.
Hacheur abaisseur, hacheur élévateur de tension.
4
Travaux pratiques
Une série de six (6) séances de deux (02) heures chacune sera
consacrée à la résolution d’exercices types.
12
Total
( 36)
7. Utilisation d’outils d’ingénierie
- Simulations des convertisseurs statiques de l’électronique de puissance à l’aide des
logiciels Simulink et SimPowerSystems de Matlab.
- Caractérisation de la qualité de conversion d’énergie à l’aide d’un analyseur d’énergie
- Utilisation des équipements de traitement et de visualisation des signaux de puissance