Caractérisation et modélisation CEM en mode conduit de moteurs à courant continu et de convertisseurs de puissance destinés à des applications automobiles

• Auteur / Autrice : Rami Kahoul
• Direction : Belahcene Mazari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électronique de puissance

Automobiles -- Équipement électrique

Compatibilité électromagnétique

Hacheurs (électricité)

Moteurs à courant continu

Résumé

Avec l’intégration de plus en plus importante d’équipements électriques dans le véhicule automobile, la Compatibilité Electromagnétique (CEM) est devenue un enjeu important pour le respect des normes de conformité en vigueur. La bonne approche dans ce domaine entraine une fiabilité accrue. Toutefois, la CEM ne reste gérer que comme une épreuve que l'on fait subir à l’équipement. L’idée à travers ce travail est d’en tenir compte dés le prototypage, grâce à l’estimation des perturbations qui se propagent à l’intérieur du réseau de bord automobile. Afin d’estimer les perturbations conduites générées par les moteurs à courant continu et les convertisseurs statiques CC-CC intégrants l’application automobile étudiée, nous proposons deux approches de modélisations distinctes, analytique et apparente. Après la présentation du contexte industriel, le travail s’oriente vers les principales méthodes d'estimation des perturbations. Les contraintes liés aux simulations qu’elles soient effectuées en temporel ou en fréquentiel sont mis en évidence. Des préconisations spécifiques ont été apportées aux bancs usuels de mesure des perturbations et des impédances des équipements. Le moteur à courant continu à balais a été traité en deux parties : Une première consacrée à l’impédance de son armature, où il est considéré comme passif vis-à-vis des perturbations. La seconde consacrée aux contacts balais-collecteur et aux perturbations, où il est considéré comme actif. Le convertisseur statique CC-CC a été modélisé séparément du moteur, dans un premier temps afin de modéliser le rôle des semi-conducteurs servant au découpage dans la génération des perturbations. Par la suite, le moteur lui a été associé. L’approche analytique a permis d’estimer les spectres de perturbations, grâce à une analyse pertinente de la conception et du fonctionnement des deux équipements. L’approche apparente, simple et directe, a permis de reproduire les spectres mesurés, grâce à un choix spécifique de formulations mathématiques et de modèles de type circuits. Les comparaisons simulation-mesure exposées montrent que l’estimation des perturbations et la modélisation des impédances des équipements se mènent conjointement. Les modèles développés sous contraintes de la CEM ont été généralisés sur différents prototypes de moteurs et de convertisseurs statiques. Ils ont permis de donner des préconisations importantes sur la conception et le choix des matériaux et de faire une analyse de sensibilité de l’association filtre-convertisseur-moteur.