Méthodologie de pré-dimensionnement de convertisseurs de puissance : utilisation des techniques d'optimisation multi-objectif et prise en compte de contraintes CEM

par Hassan Helali

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Hervé Morel et de Ilhem Slama-Belkhodja.

Soutenue en 2005

à Lyon, INSA , en partenariat avec CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Ecully-Villeurbanne, Rhône) (laboratoire) .


  • Résumé

    Dans le cadre du pré-dimensionnement des convertisseurs de puissances, la précision n’est pas primordiale, par contre des modèles analytiques simples sont nécessaires. Dans ce travail, nous avons proposé une nouvelle méthode analytique de prédiction des perturbations électromagnétiques conduites générées par les convertisseurs de puissance. Cette méthode se base sur l’analyse de causalité des graphes de liens et permet d’aboutir de manière systématique à des modèles analytiques suffisamment précis. La méthode a été validée expérimentalement. Nous avons aussi traité l’optimisation d’un hacheur abaisseur de tension suivant un seul objectif et suivant plusieurs objectifs simultanément. Les techniques uni-objectifs permettent de concevoir des convertisseurs qui sont très bons suivant un seul critère (la surface ou le rendement,…) par contre moyennement satisfaisant suivant les autres. Les techniques multi-objectifs quand à elles fournissent plusieurs solutions, dont le choix de la meilleure solution est souvent difficile. Nous avons proposé une démarche d’optimisation multi-objectif qui permet de fournir l’unique solution, la plus proche de l’objectif idéal. L’objectif idéal est l’ensemble des objectifs optimisés indépendamment des autres. La démarche de pré-dimensionnement que nous avons proposée permet de fournir au concepteur des solutions optimisées suivant un seul objectif à la fois ainsi qu’une solution optimale suivant plusieurs objectifs simultanément. La concepteur fait le choix de la solution en connaissance des optimums atteignables indépendamment sur chaque objectifs.


  • Résumé

    Initial sizing of a power converter requires simple analytical models as detail and precision are not compulsory. In this work we propose a new analytical method to predict the conducted electromagnetic disturbances of a power converter. Based on causality analysis with bond graphs the proposed method leads, in a systematic way, to an analytical models that is precise enough. The method has been experimentally verified. Our work also include the optimization of a buck converter using one single objective and using multi-objectives simultaneously. Single objective techniques allow the design of converters with a high score on a sole criterion at the price of reduced performance on the other criteria. Multi-objective techniques, on their side, produces a set of several solutions of witch a choice is not obvious. We propose a method using multi-objective techniques that produces a unique solution, the closest to an ideal goal. This deal is built from the set of single objective optimizations solutions, each objective is processed independently. The method we propose for the initial sizing of power converters produces one unique solution along with the set of optimized solutions on each objective taken independently. The designer is provided with one solution that is located in relation to the achievable optimum for each objective (energy efficiency, economical cost, overall mechanical dimensions,…).

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Informations

  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 142-146

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3137)
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