Modélisation et optimisation des performances CEM d'une association variateur de vitesse – machine asynchrone

M. ROBERT PERRET, Président, M. FRANÇOIS COSTA, Rapporteur, M. YVON CHERON, Rapporteur, M. JAMES ROUDET, Directeur de thèse, M. PHILIPPE LOIZELET, Examinateur,Today, Electromagnetic Compatibility seems to be one of the major constraints of power electronics converters and especially for variable speed drives. Unfortunately, it is too often regarded as the last phase of the development of a converter since it represents the last step of its marketing. The estimation of conducted and radiated disturbances by simulation offers a considerable gain from the economic point of view. The main methods of the conducted disturbances estimation are treated in the first part of this memory. The problems involved in temporal or frequential simulations are highlighted in this study. An approach is then proposed on diodes rectifiers which usually consist of the first stage of converters. The assumptions, made in this study, make it possible to carry out the frequential model of a three-phase PWM inverter. The objective is to approach by "fast" simulations the conducted emission to consider optimization processes. It is then imperative to take into account the environment of the converter which implies the modelling of cables, motors and naturally filters. Finally, the first optimization of the filtering cell is carried out.La Compatibilité Electromagnétique (CEM) apparaît aujourd'hui comme l'une des contraintes majeures de la conception des structures de l'électronique de puissance et plus précisément sur les variateurs de vitesse. Malheureusement, elle est trop souvent considérée comme la dernière phase du développement d'un convertisseur puisqu'elle représente le dernier obstacle à sa commercialisation. Si elle est intégrée à la conception, l'estimation a priori des perturbations conduites et rayonnées par la simulation peut alors permettre un gain considérable tant sur le plan économique que sur la durée des phases de recherche et de développement. La première partie de ce mémoire traite des principales méthodes d'estimation spectrale des perturbations conduites. Cette étude met en évidence les problèmes liés aux simulations qu'elles soient temporelles ou fréquentielles. Elle fait également le point sur l'utilité de chacune. Une approche est alors proposée sur des structures de redressement à diodes, généralement présentes en tête des convertisseurs. Les hypothèses faites dans cette étude permettent de réaliser le modèle fréquentiel d'un onduleur triphasé MLI. L'objectif est de s'approcher par des simulations "rapides" de l'émission conduite pour envisager des processus d'optimisation. Il est alors impératif de prendre en compte l'environnement du convertisseur, ce qui implique la modélisation des éléments situés en amont et en aval de ce dernier (câbles, moteur, filtre, RSIL...). Finalement, après une présentation des modèles de filtre, une première optimisation de la cellule de filtrage est menée