Étude et mise en oeuvre du transfert sans contact de l'énergie électrique et de l'information dans les systèmes embarqués

par Noureddine Hemche

Thèse de doctorat en Sciences. Génie électrique

Sous la direction de Mohamed Hamzaoui.

Soutenue en 2007

à Amiens .


  • Résumé

    Le travail exposé dans ce mémoire présente l’étude et la mise en œuvre du transfert sans contact de l’énergie électrique et de l’information pour les systèmes embarqués. L’objectif est de dimensionner un dispositif pour les applications embarquées, capable de transmettre simultanément l’énergie et de l’information par induction magnétique. Le transfert de l’énergie est réalisé par l’intermédiaire d’un transformateur à air. Ce dernier se compose de deux bobines plates sans aucun entrefer. Nous avons optimisé notre système pour recevoir le maximum de puissance au secondaire à une distance de 8 cm. Nous avons étudié l’interaction des champs d’induction magnétiques générés par la circulation du courant, à des fréquences élevées, dans les bobines. Ceci produit des phénomènes comme l’effet de peau et l’effet de proximité qui rendent le calcul du champ magnétique complexe. Pour quantifier le couplage magnétique entre les deux bobines, nous avons développé une méthode analytique. Celle-ci présente l’avantage de fournir de bons résultats et d’être moins coûteuse en temps de calcul contrairement aux méthodes numériques. Pour l’alimentation en courant alternatif du transformateur, nous avons utilisé un onduleur à résonance série à demi pont capacitif. L’utilisation d’interrupteurs à technologie MOSFET, dont la commande s’avère peu consommatrice d’énergie, a permis la réalisation d’un onduleur à résonance pouvant travailler dans une gamme de fréquences de 50 kHz à 800 KHz environ. Les problèmes des commutations au niveau du bras de l’onduleur ont été longuement discutés. La solution consiste à alimenter le circuit de commande par le principe de Bootstrap. La commande des MOSFETs en thyristor duaux confère au système un rendement acceptable à pleine puissance, c'est-à-dire tant que l’onduleur travaille à une fréquence proche de la fréquence de résonance. Cette commande assure en outre une sûreté de fonctionnement appréciable. Le rendement total de l’ensemble onduleur transformateur avoisine 90%. Enfin l’intégration de la transmission d’information avec le transfert de l’énergie est démontrée par une application. Pour ce faire nous avons utilisé l’ensemble onduleur transformateur pour téléalimenté et piloter un moteur courant continu. La transmission des données dans les deux sens est effectuée par le principe de modulation à pompe de charge.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (113 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 110-113

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  • Bibliothèque : Université de Picardie Jules Verne. Bibliothèque universitaire. Section Sciences.
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  • Cote : T 51 2007-24
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