D2 Électronique de puissance avancée

Topique

La distribution de l'énergie électrique industrielle, des kilowatts aux mégawatts, s'effectue presque toujours via des systèmes triphasés, car ces derniers permettent de transmettre la même puissance avec un courant par conducteur inférieur à celui d'un système monophasé équivalent. La tension mesurée entre deux phases dans un système triphasé est toujours supérieure à la tension mesurée entre une phase et le neutre, selon un rapport fixe bien connu.

Les convertisseurs de fréquence régulent la vitesse des moteurs à induction en faisant varier simultanément la fréquence et la tension qu'ils reçoivent, grâce à la modulation de largeur d'impulsion (MLI) décrite dans le modèle d'électronique de puissance de la partie II, au lieu de les laisser tourner en permanence à la vitesse fixe imposée par la fréquence du réseau. Cette technique permet de réaliser des économies d'énergie considérables dans des applications telles que les pompes, les ventilateurs et les compresseurs industriels, qui représentent une part importante de la consommation électrique industrielle totale.

Les convertisseurs résonants fonctionnent précisément à la même fréquence de résonance que celle décrite dans le modèle de la composante réactive, fréquence à laquelle les pertes par commutation sont fortement réduites. Cette topologie est largement utilisée dans les chargeurs d'appareils portables modernes. Les chargeurs rapides pour véhicules électriques, capables de gérer des centaines de kilowatts, utilisent les mêmes semi-conducteurs à large bande que ceux décrits dans le modèle d'électronique de puissance. Fonctionnant à haute fréquence, ils permettent de limiter la taille et le poids de l'équipement.

C'est pourquoi ce module, qui distribue la puissance sur trois lignes au lieu d'une seule, fonctionne de concert avec le système de gestion de la batterie du véhicule, lequel surveille individuellement la charge et la décharge de chaque cellule. La même logique qui sous-tend l'ensemble du module – convertir et contrôler l'énergie à grande échelle sans gaspillage ni dommage matériel – est ici reproduite à l'échelle beaucoup plus réduite d'une seule cellule au sein d'un pack de milliers.

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