PLAN DE COURS Automne 2014

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1 PLAN DE COURS Automne 2014 GEL Électronique de puissance Informations générales Crédits : 0 Temps consacré : Mode d'enseignement : Présentiel Site Web : Intranet Pixel : Enseignant(s) : Cros, Jérôme jerome.cros@gel.ulaval.ca Responsable : à déterminer Date d'abandon sans échec avec 16 Septembre 2014 à 23h59 remboursement : Date d'abandon sans échec sans 11 Novembre 2014 à 23h59 remboursement : Description sommaire Les convertisseurs statiques du type redresseurs, onduleurs non autonomes, gradateurs, hacheurs et onduleurs autonomes sont étudiés au niveau des structures, des caractéristiques de fonctionnement, de la conception (dimensionnement, protection, commande et asservissements). Les applications au transport à courant continu très haute tension, à la commande électronique des machines électriques et aux diverses utilisations des convertisseurs statiques à la fréquence industrielle sont abordées. La technologie des diodes de puissance, des thyristors, des triacs et des transistors IGBT et GTO est traitée du point de vue utilisateur. Objectifs À la fin de ce cours, l'étudiant devra être en mesure de : Analyser le fonctionnement des principales structures de convertisseurs. Modéliser, dimensionner et réaliser les principales structures de convertisseurs. Mettre en oeuvre de façon appropriée les principaux composants de puissance Contenu 1/5

2 Introduction à l'électronique de puissance (3h). Les différents types de convertisseurs statiques d'énergie et d'interrupteurs électroniques. Exemples d'application Les diodes de puissance, les thyristors et les triacs (3h); Principales caractéristiques et utilisation des données techniques, méthode de commande rapprochée, estimation des pertes et modèle thermique simplifié. Les redresseurs monophasés et polyphasés (9h); Méthode d'analyse du fonctionnement séquence par séquence, évolution des signaux et tracé des formes d'ondes, estimation d'un modèle continu équivalent, dimensionnement des redresseurs, exemples d'application Les onduleurs non autonomes ou commutateurs de courant (pont de Graetz à thyristors) (3h); Analyse du fonctionnement, formes d'onde, prise en compte d'une commutation du courant non instantanée, protections d'un onduleur, exemples d'application. Les cycloconvertisseurs (1h); Structure et principe de fonctionnement, exemples d'application Les gradateurs (2h) ; Principe de fonctionnement en train d'onde, principe de fonctionnement à réglage de phase, analyse séquence par séquence et évolution des signaux, dimensionnement, exemples d'application. Les transistors bipolaire, Mosfet, IGBT (3h); Principales caractéristiques et utilisation des données techniques, la sélection d'un composant, sa commande rapprochée, estimation des pertes lors d'un fonctionnement avec modulation de largeur d'impulsion. Les hacheurs non isolés (6h); Analyse du fonctionnement des montages dévolteurs (buck), survolteur (boost) et dévolteur-survolteur (buck-boost), dimensionnement, exemples d'application. Les hacheurs isolés (Alimentations à découpage) (6h); Principe d'une alimentation isolée, étude des montages flyback, forward, en pont asymétrique, en demi pont et en pont complet, dimensionnement, analyse de schémas électroniques (exemples d'application), identification des fonctions des groupes de composants (commande, capteurs, filtres, snubbers, circuits d'aide à la commutation, etc..). Les hacheurs réversibles et introduction aux montages onduleurs-redresseurs à modulation (3h); Principe et analyse de fonctionnement. Méthodes de commande par hystérésis ou à fréquence fixe, exemples d'application. Consignes sur les travaux Les travaux pratiques comprennent les expériences au laboratoire et les simulations sur ordinateur (utilisant Simulink et SimPowerSystems) Modalités sur les laboratoires Le port des lunettes de sécurité est obligatoire dans les laboratoires de ce cours. Avant le début des laboratoires, tous les étudiants doivent avoir suivi le cours de formation sur les dangers de l'électricité qui est offert par le département, au début de chaque session 2/5

3 Déroulement du cours Trois heures de cours par semaine. Exercices. Travaux pratiques. Détails sur les modalités d'évaluation L'évaluation est basée sur les épreuves suivantes : deux examens écrits (35% chaque), un examen de laboratoire (20%) et rapports de travaux pratiques (10% total). La note de passage est de 50%. Les révisions de notes seront faites conformément à la procédure officielle du Règlement des études et des règles de la Faculté seulement. La cote ne sera disponible qu'à la sortie du relevé de notes. Échelle des cotes Ce bloc obligatoire n'a pas été complété. Bibliographie Livre conseillé : Rashid M.H., Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications, 3e édition, Pearson Prentice Hall, Autres livres : Mohan N., Undeland T.M., Robbins W.P., Power Electronics: Converters, Applications, and Design, 3e édition, John Wiley & Sons, 2003 Batarseh I., Power Electronic Circuits, John Wiley & Sons, 2004 Krein P.T., Elements of Power Electronics, Oxford University Press, 1998 Horaire et disponibilités Cours en classe : Mardi Laboratoire : Jeudi 08h30 à 11h20 08h30 à 11h20 PLT-2508 PLT-2128 Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette, baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre activité durant laquelle l'enseignant l'interdit. 3/5

4 De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation. Les modèles suivants sont autorisés : Hewlett Packard HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S, HP 35S Texas Instrument TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, BA35 Sharp EL-531*, EL-535-W535, EL-546*, EL-510 R, EL-520* FX-260, FX-300 MS, FX-350 MS, FX-300W Plus, FX-991MS, Casio FX-991ES * Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP étudiante ZONE. Information spécifique aux étudiants de l'école d'actuariat Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas Instruments suivants : BA-35 (solaire ou à pile) BA II Plus BA II Plus Professional TI-30Xa TI-30X II (IIS ou IIB) TI-30X MultiView (XS ou XB) Politique sur le plagiat et la fraude académique Règles disciplinaires Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 28 à 32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante: Plagiat Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de: 1. copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source; 2. résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source; 3. traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance; 4. remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant); 5. remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires. 4/5

5 L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant soumette vos travaux pour analyse. Étudiants ayant un handicap, un trouble dapprentissage ou un trouble mental Les étudiants qui ont une lettre d'attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent impérativement se conformer à la politique d'accommodations scolaires aux examens de la Faculté des sciences et de génie qui peut être consultée à l'adresse : 5/5