en fr Modelling of common mode currents by two-port network approach in convertermachine associations in aeronautics; optimisation of EMI filter Modélisation par approche quadripolaire des courants de mode commun dans les associReportar como inadecuado




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1 Ampère

Abstract : In power electronics field, in order to improve the efficiency of functioning of converter-machine associations, the semiconductors used in PWM inverters operate at higher switching frequencies; this has generated restrictive electromagnetic interference EMI. During this study, we are particularly interested in common mode CM conducted noise emissions that are the most disturbing in this kind of system. These disturbances will not only deteriorate motor bearings but also propagate to electrical network and generate radiated emissions that could create malfunctions in sensitive avionic surrounding equipments, especially the embedded electronics. These disturbances, which are a part of Electromagnetic Compatibility EMC problems, are increasingly attracting the attention of industry, particularly in the aeronautical field that is moving towards a generation of -more electric- aircraft. To ensure the reliability of the entire system, EMC standards ex. DO-160D in aeronautics have to be respected. The system modelling is the starting point of this work. The chosen approach, called -two-port network-, is based on specific measurements of the CM voltage generated by the inverter, and of equivalent CM impedances of each component of the system, which is represented by a two-port network associated with an impedance matrix Z. This simple, efficient and versatile modelling approach enables us to estimate or calculate directly CM currents and CM voltages at various parts of the system in the frequency domain. The comparison with experimental results shows the validity of the model on a wide frequency range. This model is then used for sensitivity studies and finding solutions to reduce CM disturbances. Finally, a model, taking into account the CM currents flowing through the ground plan, has proposed a modelling close to a real variable-speed drive system installed in industry or on an airplane.

Résumé : Dans le domaine de l-électronique de puissance, afin d-améliorer l-efficacité du fonctionnement des associations convertisseurs-machines, les semi-conducteurs utilisés fonctionnent à des fréquences de plus en plus élevées, ceci engendre des perturbations électromagnétiques très contraignantes.Durant cette étude, nous nous intéressons particulièrement aux perturbations conduites de mode commun MC qui est le mode le plus pénalisant dans ce genre de système. Ces perturbations vont d-une part dégrader les roulements du moteur et d-autre part se propager vers l-alimentation et engendrer des perturbations rayonnées qui peuvent créer des dysfonctionnements dans les appareils environnants, notamment les systèmes électroniques bas niveau. Ces perturbations, qui font partie des problèmes de compatibilité électromagnétique CEM, attirent de plus en plus l-attention des industriels, notamment dans le domaine aéronautique qui s-oriente vers une génération d-avions « plus électriques ». Pour assurer la sûreté de fonctionnement, il convient de respecter des normes de CEM strictes ex. DO-160D en aéronautique. La modélisation du système constitue le point de départ de ce travail. L-approche choisie, dite « quadripolaire », est basée sur des mesures spécifiques de la tension de MC générée par l-onduleur, et des impédances équivalentes de MC de chaque constituant du système qui est représenté par un quadripôle associé à une matrice d-impédance Z. Ce modèle simple, efficace et surtout versatile nous permet d-estimer ou de calculer directement dans le domaine fréquentiel les courants et les tensions de MC aux différents points du circuit. La confrontation aux résultats expérimentaux montre la validité du modèle sur une large gamme de fréquences. Ce modèle est ensuite exploité à des fins d-études de sensibilité et de dimensionnement de solutions de réduction des perturbations conduites de MC. Enfin, un modèle, tenant compte du courant circulant dans le plan de masse, propose une modélisation proche d-un système d-entraînement réel installé en secteur industriel ou à bord d-un avion.

en fr

Keywords : Electromagnetic Compatibility EMC common mode conducted noise emissions converter-machine association two-port network modelling passive EMI filter optimal filtering

Mots-clés : Compatibilité Electromagnétique CEM perturbations conduites de mode commun association convertisseur-machine modélisation quadripolaire filtre CEM passif filtrage optimal





Autor: Chaiyan Jettanasen -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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