Convertisseur de puissance à base de transformateur piézoélectrique utilisant un couplage par onde progressive

par Thomas Martinez

Projet de thèse en Génie électrique

Sous la direction de Francois Costa et de Dejean Vasic.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Electrical,Optical,Bio: PHYSICS_AND_ENGINEERING , en partenariat avec SATIE - Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (laboratoire) , EPI - Electronique de puissance et intégration (equipe de recherche) et de Ecole normale supérieure Paris-Saclay (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    On se propose dans cette thèse d'explorer un nouveau principe de fonctionnement du transformateur piézoélectrique, non plus basé sur l'excitation d'un mode de vibration correspondant à l'installation d'une onde stationnaire, mais en générant une onde progressive dans la structure. Ce principe permet par un choix adéquat de l'emplacement des électrodes secondaires, de générer plusieurs tensions déphasées entre elles. En associant une électronique de puissance de conversion adaptée, il est ensuite possible de réaliser des fonctions de conversion plus sophistiquées autorisant une large gamme d'applications : redressement polyphasé simple ou double, cyclo-convertisseur polyphasé pour générer des ondes de tension alternatives de forme, de fréquence et d'amplitude variables (mais inférieure à la fréquence de l'onde mécanique). La faisabilité de ce principe semble établie par la littérature mais il n'y a pas eu d'approfondissement ni d'applications en association avec des convertisseurs de puissance. Un des objectifs de ce travail est de démontrer la viabilité de ce concept pour réaliser des fonctions de conversion complexes et versatiles que ce soit à l'échelle macroscopique ou pour des dispositifs intégrés basés sur la microélectronique.

  • Titre traduit

    Power converter based on piezoelectric transformer working in travelling wave mode


  • Résumé

    We propose during the thesis to explore a new working principle of the piezolectric trnsformer, based on the excitation by a travelling wave and not by a stationary wave as commonly used. This principle allows, thanks to an adequate choice of the secondary electrodes, to generate several out of phase voltages. By associating adapted power electronics, it is possible to realize several more sophisticated conversion fonction allowing a lrage range of applications : simple or double polyphase rectifying, polyphase cyclo converter to generate AC waveform of variable form, frequency and amplitude (but with a frequency inferior to the mechanical waverform frequency). The feasability of this principle seems established by the litterature but no further study or application in association with power converters has been realized. One of the objective of this work is to demonstrate the viability of the concept to realize complex and versatile conversion functions whereas at the macroscopic scale or for integrated devices based on microelectronics.