Les pertes dans les condensateurs bobines utilises en electronique de puissance : mesure calorimetrique et modelisation

par BRUNO SEGUIN

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de JEAN-PIERRE GOSSE.

Soutenue en 1997

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    L'echauffement des condensateurs utilises en electronique de puissance, est du aux pertes electriques, que l'on represente generalement par une resistance serie equivalente esr. La faiblesse du rapport p/q (= tan, facteur de dissipation) entre la puissance dissipee et la puissance reactive mise en jeu par le composant (10#-#4 a 10#-#2), rend difficile la mesure de esr par des methodes classiques. Pour mener a bien cette mesure, un dispositif calorimetrique a ete concu. Il permet de caracteriser avec precision des condensateurs a tres faibles pertes (tan < 5. 10#-#4) comme les condensateurs bobines a films de polypropylene. Les condensateurs peuvent etre testes en regime sinusoidal sous tension nominale, dans la gamme de frequence 1khz-1mhz, et pour des temperatures comprises entre -50c et +100c. Differents condensateurs bobines utilisant comme materiau dielectrique le polypropylene, le polycarbonate et le polyethylene terephtalate, ont ainsi ete caracterises. Les pertes dans le materiau dielectique et les pertes dans les parties metalliques des composants ont ete separees, ce qui nous a permis d'etudier les variations du facteur de dissipation tan de ces polymeres avec la temperature, pour differentes frequences. A partir de ces resultats experimentaux, un circuit equivalent, compose d'elements passifs r, l et c, a ete propose pour modeliser les variations de esr avec la frequence, pour differentes temperatures. Cette modelisation a ete validee pour les regimes non sinusoidaux de l'electronique de puissance, en comparant les resultats de mesures calorimetriques de pertes sur des condensateurs en fonctionnement dans des convertisseurs statiques, avec les evaluations de ces pertes par simulation utilisant le circuit equivalent propose.


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  • Détails : 193 P.
  • Annexes : 80 REF.

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